Elaboration de masques polymère pour la localisation du silicium poreux

Ces travaux portent sur la localisation de la gravure du silicium au moyen de masques polymères résistants à l'acide fluorhydrique, indispensable à la formation du silicium poreux par gravure électrochimique ou par gravure chimique catalysée par métal (MaCE). Pour ce faire, nous avons exploré une méthode d'élaboration des masques « tout-chimie » : la séparation de phases induite par évaporation du solvant (SPIES) dans un mélange de polymères déposé par spin-coating suivie d'une extraction sélective. L'objectif est de réaliser des masques de gravure du silicium sans avoir recours à une étape plasma et présentant des ouvertures sub-micrométriques. Cette méthode bien que rapide et facile à mettre en œuvre, met en compétition des phénomènes thermodynamiques et cinétiques complexes déterminant la morphologie finale (i.e. après séchage) des films polymères. La compréhension des mécanismes mis en jeu et le choix judicieux des paramètres expérimentaux ont permis de réaliser des matrices polymères perforées régulièrement mais également des domaines discrets avec des dimensions sub-micrométriques. Des gravures électrochimiques du silicium ont été réalisées à travers ces masques en optimisant la densité de courant et la composition de l'électrolyte. Le caractère protecteur des masques a été évalué et a mis en évidence le fait que la séparation de phases secondaire inhérente à la méthode de structuration des masques, peut créer des chemins de percolation que peut emprunter l'électrolyte et le courant électrique et réduire l'imperméabilité du masque. Bien que le caractère protecteur des masques soit limité pour la gravure électrochimique, ils se révèlent prometteurs pour la formation de silicium poreux par MaCE. Ce procédé a été mis en œuvre par argent et par or au travers des masques et a permis de structurer des micro-colonnes et des micro-piliers ouvrant la méthode SPIES à de nouvelles applications.