FR2874126A1 - Electronic device for radio-electric and radio-frequency signal filtering is produced from a semiconductor substrate incorporating a nano-system - Google Patents
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Abstract
Description
Technique de fabrication de nano-systèmes pour filtre RF et échangeurNano-system fabrication technique for RF filter and exchanger
d'énergieenergy
Domaine: Cette invention traite d'une technique de fabrication d'un nanosystème intégré pour divers dispositifs tels que: 1. Filtre de signaux radio-électriques et radio-fréquences 2. Dispositif de duplexage ( duplexer) 3. Dispositif de multiplexage (Multiplexer) 4. Radiateur et dissipateur d'énergie Art antérieur: Tous dispositifs intégrés pour les radio-fréquences (RF) sont basés sur l'appui de composants filtres qui permettent de sélectionner des fréquences du signal électrique et de définir des bandes passantes pour chaque application. La plupart des filtres sont basés sur des composants élémentaires de micro-inductances au facteur de qualité variant entre 15 et 50 à des fréquences de 2 à 3 GHz et de composants capacitifs comme les condensateurs dont les densités peuvent atteindre 100 nF/mm2 pour des facteurs de qualité variant de 50 à 150 à des fréquences de 2 à 5 GHz. Ce typé de filtre ont des performances de référence étant donné que les composants passifs et discret sont très fiables et industriellement viables. La conception à base de ces composants permet selon le modèle divers types de filtres. Des filtres à effet piézo-électrique comme les filtres de dénomination internationale SAW (Self Acoustic Wave resonator) et les FBAR (Filter Bulk Acoustic Resonator) sont deux générations successives de filtres très largement répandus dans les matériels de télécommunication en particulier. Ces filtres sont des filtres permettant des bandes passantes à des fréquences de 1 à 3 GHz mais avec un facteur de qualité moyen de l'ordre de 100 à 1000. Par contre ces filtres par leur nature de la source piézo-électrique ne peuvent être intégrés au dispositif sur silicium faute de comptabilité de procédés et d'incompatibilité des matériaux comme le quartz avec les transistors formés en surface de tranche de silicium. Un inconvénient majeur est la taille, c'est à dire la surface de substrat que prennent les filtres classiques à base de passifs ou de SAW ou de FBAR. Domain: This invention deals with a technique for manufacturing an integrated nanosystem for various devices such as: 1. Radio and radio frequency signal filter 2. Duplexing device 3. Multiplexing device 4. Radiator and Energy Sinker Prior art: All built-in radio frequency (RF) devices are based on the support of filter components that allow the selection of frequencies of the electrical signal and the setting of bandwidths for each application. Most filters are based on elementary micro-inductance components with a quality factor ranging from 15 to 50 at frequencies of 2 to 3 GHz and capacitive components such as capacitors with densities up to 100 nF / mm2 for factors quality ranging from 50 to 150 at frequencies of 2 to 5 GHz. This type of filter has reference performance since the passive and discrete components are very reliable and industrially viable. The design based on these components allows different types of filters depending on the model. Piezoelectric filters such as SAW (Self Acoustic Wave Resonator) and Filter Bulk Acoustic Resonator (FBAR) are two successive generations of filters that are very widely used in telecommunication equipment in particular. These filters are filters allowing bandwidths at frequencies of 1 to 3 GHz but with an average quality factor of the order of 100 to 1000. On the other hand, these filters by their nature of the piezoelectric source can not be integrated to the device on silicon for lack of process accounting and incompatibility of materials such as quartz with the transistors formed on the surface of silicon wafer. A major disadvantage is the size, ie the substrate area taken by conventional filters based on passive or SAW or FBAR.
Avec le développement des dispositifs RF et de composants complexes comme les SOC (System On a Chip) alliant l'analogique, le numérique et la RF, les filtres sont de plus en plus nécessaire et complexes avec des exigences en filtrage à des fréquences de plus en plus haute dans l'échelle du giga Hertz (GHz). Le développement de solutions à base de micro-système électro-mécanique dénommé en anglais MEMS (Micro ElectroMechanical System) pour fabriquer une micro-structure vibrante et résonnante permet de créer des filtres d'exceptionnelle qualité par la perte d'insertion relativement faible et un facteur de qualité très élevé de l'ordre de 10000 mais pour des fréquences de 150 MHz à 380 MHz (méga Hertz). Ces dispositifs MEMS exigent par leur mise en oeuvre certaines incompatibilité avec la filière silicium des technologies CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) et par un déficit de fiabilité lorsque le dispositif est monté en composant en raison de l'effet capillaire qui tend à coller la structure oscillante qui est généralement une poutre horizontale, laquelle se déforme par l'effet des champs électriques des électrodes mais qui par gravité et par les propriétés du poly-silicium qui s'oxyde, la capillarité maintient la membrane déformée. With the development of RF devices and complex components like SOCs (System On a Chip) combining analog, digital and RF, filters are increasingly necessary and complex with filtering requirements at higher frequencies higher in the gigahertz range (GHz). The development of solutions based on microelectromechanical system called MEMS (Micro ElectroMechanical System) to manufacture a vibrating and resonant micro-structure makes it possible to create filters of exceptional quality by the relatively low insertion loss and a very high quality factor of the order of 10000 but for frequencies from 150 MHz to 380 MHz (mega Hertz). These MEMS devices require, by their implementation, certain incompatibility with the silicon die of CMOS technologies (Complementary Metal Oxide Semiconductor) and by a deficit of reliability when the device is mounted in component because of the capillary effect which tends to stick the structure oscillating which is generally a horizontal beam, which is deformed by the effect of the electric fields of the electrodes but which by gravity and the properties of the polysilicon which oxidizes, the capillarity keeps the membrane deformed.
Toutefois des développements récents et démontrés par le chercheur Dr. Clark Nguyen ont permis de montrer qu'un dispositif de micro-résonateur MEMS par une conception et par des procédés astucieux permettent d'obtenir de très bons filtres de petite dimension avec des hautes performances de filtre passe bande pour des fréquences de 150 MHz. However recent developments and demonstrated by the researcher Dr. Clark Nguyen have shown that a device MEMS micro-resonator by a clever design and processes can obtain very good small filters with high performance of bandpass filter for frequencies of 150 MHz.
Ce type de micro-résonateur ouvre la voie à une plus large intégration et à développer des matériaux plus appropriés pour des résonateurs ayant des tailles de plus en petites et pour atteindre des fréquences de résonance dans l'échelle du GHz voire dans le THz (Tera Hertz). Les microrésonateurs (MEMS) et les nanorésonateurs en technologie sur la base des nano-systèmes électro-mécaniques nommés en anglais NEMS (Nano ElectroMechanical System) ne peuvent pas atteindre des fréquences de résonance supérieures à 4 GHz même en usant de nano-matériaux comme les CNT (Carbon Nano Tube) entre autres et surtout ces composants souffrant d'un déficit de fiabilité en raison de l'effet capillaire qui maintient déformé la membrane micro ou nanoscopique, il n'est pas possible techniquement d'échelonner en fréquences ces filtres car les variations des dimensions des MEMS ou des NEMS sont très faibles et donc la résonance ne peut pas évoluer comme peut évoluer une intégration plus importantes des transistors. Or les dispositifs intégrés de type CMOS et RF basés sur les transistors ont une fréquence d'horloge croissante, qui évolue très rapidement et comme la miniaturisation est non seulement une réponse technique aux besoins, elle est une nécessité économique et donc il sera de plus en plus difficile d'apporter des solutions intégrées de filtrage de signaux dans les générations qui entrent en production. La seule solution technique est de faire une succession de filtres externes prenant beaucoup de place et coûtant fort cher et donc cela ne correspond évidemment pas aux besoins et à l'évolution des semiconducteurs. This type of micro-resonator opens the way to a wider integration and to develop more suitable materials for resonators having smaller and smaller sizes and to reach resonant frequencies in the GHz scale or even in the THz (Tera Hertz). Micro-resonators (MEMS) and nanoresonators in technology based on Nano ElectroMechanical System (NEMS) nano-electro-mechanical systems can not reach resonant frequencies above 4 GHz even using nanomaterials such as CNT (Carbon Nano Tube) among others and especially these components suffering from a deficit of reliability because of the capillary effect which keeps deformed the micro or nanoscopic membrane, it is not technically possible to stagger these filters because the variations of the MEMS or NEMS dimensions are very small and therefore the resonance can not evolve as a larger integration of the transistors can evolve. Now integrated CMOS and RF-based devices based on transistors have a growing clock frequency, which evolves very rapidly and as miniaturization is not only a technical answer to the needs, it is an economic necessity and therefore it will be more and more harder to bring integrated signal filtering solutions into the generations that come into production. The only technical solution is to make a succession of external filters taking up a lot of space and costing a lot, and this obviously does not correspond to the needs and evolution of semiconductors.
Exposé de l'invention: La présente invention a pour objet de définir les étapes de fabrication d'un nano-système intégré formé par une cavité résonante mécanique dont les dimensions sont à l'échelle nanométrique et d'électrodes. Une cavité résonante est utilisée pour la structure vibrante, laquelle a une forme particulière de diapason ou en U qui vibre en fonction de champs électriques. L'espace libéré entre la structure vibrante et les électrodes d'entrée et de sortie des signaux forme un condensateur dont la capacité varie en fonction de la différence de potentiel arrivant aux électrodes et par la vibration de la structure en U , la distance séparant cette structure vibrante avec les électrodes varie et ainsi la capacité varie aussi. L'ensemble de cette structure constitue un nanorésonateur de très petite taille variant de 750 nm x 250 nm à 50 nm x 16 nm et l'association des nano- résonateurs par l'interconnexion en parallèle ou en série ou en série parallèle permet de créer un filtre Radio-Fréquence passe bande, lequel peut être un outil de duplexage ( duplexer), un outil de diplexage (diplexer) ou un outil de triplexage ou de multiplexage (triplexer). DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention aims to define the manufacturing steps of an integrated nano-system formed by a mechanical resonant cavity whose dimensions are nanoscale and electrodes. A resonant cavity is used for the vibrating structure, which has a particular tuning fork or U shape that vibrates as a function of electric fields. The space released between the vibrating structure and the input and output electrodes of the signals forms a capacitor whose capacitance varies as a function of the potential difference arriving at the electrodes and by the vibration of the U-shaped structure, the distance separating this Vibrating structure with the electrodes varies and so the capacitance also varies. The whole of this structure constitutes a very small nanoresonator ranging from 750 nm x 250 nm to 50 nm x 16 nm and the combination of nano-resonators by interconnection in parallel or in series or in parallel series makes it possible to create a radio-frequency bandpass filter, which may be a duplexer, a diplexer, or a triplexer or multiplexer.
Figures: Les figures la à ly représentent les étapes de fabrication d'un nano-rèsonateur intégré dont la technique d'élaboration des matériaux est d'abord une méthode de dépôt d'alliages par couche atomique nommée en anglais ALD (Atomic Layer Deposition) ou par la méthode par cycle de saturation de polymérisation de liants moléculaires en surface pour le dépôt par couche atomique nommé en anglais MALD (Modified Atomic Layer Deposition) : vue de profil pour montrer l'intégration des procédés et des matériaux. 40 Figures: Figures la to ly represent the steps of manufacturing an integrated nano-resonator whose material development technique is primarily a method of depositing alloys by atomic layer called ALD (Atomic Layer Deposition) or by the method of molecular surface binder polymerization saturation cycle for atomic layer deposition (MALD): a profile view to show the integration of processes and materials. 40
La figure 2 présente une vue de-dessus du nano-résonateur selon un modèle de conception par la mise en oeuvre décrite par la technique d'intégration des procédés des figures la à ly. FIG. 2 shows a view from above of the nano-resonator according to a design model by the implementation described by the process integration technique of FIGS.
La figure 3 présente une vue de-dessus du nano-résonateur selon un autre modèle de conception par la mise en oeuvre décrite par la technique d'intégration des procédés des figures la à ly.. FIG. 3 shows a view from above of the nano-resonator according to another design model by the implementation described by the process integration technique of FIGS.
- La figure 4 présente les possibilités de formation de différents types de filtres passe bande par l'interconnexion des nano-résonateurs. FIG. 4 shows the possibilities of forming different types of bandpass filters by the interconnection of nano-resonators.
Sachant que la structure vibrante doit permettre des fréquences de résonance dans la gamme de 4 GHz à 2 THz, le principal intérêt de cette structure de nano-résonateur réside dans les possibilités de réduire les différentes dimensions pour augmenter la fréquence de résonance ou d'utiliser des matériaux aux caractéristiques particulières à savoir: Matériaux conducteurs sans valeur de résistivité particulière si ce n'est sa conductivité thermique < 2500 W/m/K - Densité < 3 g/cm3 - Module d'Young > 250 GPa - Dureté (Knoop) > 2000 Kg/ mm2 - Chemin libre de phonons < 200 nm - Coefficient Thermique d'Expansion (CTE) < 3.E-6/K Par ailleurs, chaque étape de fabrication est une étape purement compatible avec les étapes de fabrication d'un circuit intégré de technologie CMOS sur silicium et donc ce nano-résonateur est un dispositif intégré sur silicium et qui peut être: soit fabriqué dans les interconnexions de transistors du circuit intégré soit rapporté par diverses techniques d'assemblage pour former un dispositif SOC soit rapporté par diverses techniques d'assemblage pour former un dispositif System on Package SOP L'intérêt majeure de la présente invention se définit par: la taille du dispositif variant de 750 nm x 250 nm à 50 nm x 16 nm, la gamme de fréquence de résonance de 4 GHz à 2 THz, le caractère mécanique de la source oscillante et donc du facteur de qualité 1.E5 et de perte d'insertion 2 décibels (dB), cette technologie permet d'obtenir des fréquences de résonance très élevées avec un facteur de qualité très élevé pour des bandes passantes soit très étroite soit larges en fonction de divers paramètres comme le modèle de conception et la hauteur de la nanostructure constitutive de la cavité résonante, ce qui en fait un résonateur très polyvalent, les générations de nano-résonateurs peuvent se définir industriellement par filière technologique suivant les techniques de lithographie des technologies de nanoélectronique comme la lithographie optique de source LASER dite par immersion ou de sources puissantes d'extrême ultra-violet EUV , de faisceaux d'électrons ou de techniques d'impression par moulage moléculaire de motifs nanoscopiques (Nano Imprint Lithography) sont autant de techniques qui augmentent les possibilités d'intégration hormis les développements de nouveaux nanomatériaux et de nouvelles molécules d'auto-assemblage, l'intégration du nano-résonateur dans un circuit intégré de filière CMOS, bipolaire, BiCMOS ou HBT ou HEMT, le coût d'intégration d'un nano-résonateur 1 centime d'EURO/mm2 grâce aux étapes de fabrication communes avec la nanoélectronique et donc l'utilisation d'intégration agressive combinée à l'emploi soit de substrats de silicium ou à base de silicium comme le SOI ou sSOI (strained Silicon On Insulator) ou de substrat à base de Germanium comme le sGeOI (strained Germanium On Insulator) sur des formats larges allant de 300 mm à 450 mm de diamètre ou par l'emploi de matériaux composés épitaxiés comme le GaN, InP, TeSe, une loi d'évolution des nano- résonateurs comme nano-machine peut être en mise en valeur, semblable à la loi de Moore dans les semiconducteurs. Knowing that the vibrating structure must allow resonance frequencies in the range of 4 GHz to 2 THz, the main interest of this nano-resonator structure lies in the possibilities of reducing the different dimensions to increase the frequency of resonance or to use materials with special characteristics, namely: Conductive materials with no special resistivity value other than its thermal conductivity <2500 W / m / K - Density <3 g / cm3 - Young's modulus> 250 GPa - Hardness (Knoop) > 2000 Kg / mm2 - Phonons free path <200 nm - Thermal Expansion Coefficient (CTE) <3.E-6 / K Furthermore, each manufacturing step is a step that is purely compatible with the manufacturing steps of a integrated circuit of CMOS technology on silicon and therefore this nano-resonator is a device integrated on silicon and which can be: either manufactured in the interconnections of transistors of the integrated circuit is reported by Various assembly techniques for forming a SOC device are reported by various assembly techniques to form a System on Package SOP device. The major advantage of the present invention is defined by: the size of the device ranging from 750 nm x 250 nm to 50 nm x 16 nm, resonance frequency range from 4 GHz to 2 THz, the mechanical character of the oscillating source and thus the quality factor 1.E5 and insertion loss 2 decibels (dB), this technology allows to obtain very high resonance frequencies with a very high quality factor for bandwidths that are very narrow or wide depending on various parameters such as the design model and the height of the nanostructure constituting the resonant cavity, which in turn makes a very versatile resonator, the generations of nano-resonators can be defined industrially by technological sector following the techniques of lithography d nanoelectronics technologies such as immersion-type LASER optical lithography or powerful ultra-violet EUV sources, electron beams or nanoscale printing techniques (Nano Imprint Lithography) are as much techniques that increase the possibilities of integration apart from the development of new nanomaterials and new self-assembly molecules, the integration of the nano-resonator into a CMOS, bipolar, BiCMOS or HBT or HEMT integrated circuit, the cost integration of a nano-resonator 1 centime of EURO / mm2 thanks to the manufacturing steps common with nanoelectronics and therefore the use of aggressive integration combined with the use of silicon substrates or silicon-based as the SOI or sSOI (strained Silicon On Insulator) or Germanium-based substrate such as sGeOI (strained Germanium On Insulator) on wide formats From 300 mm to 450 mm in diameter or by the use of epitaxial compound materials such as GaN, InP, TeSe, a law of evolution of nano-resonators like nano-machine can be in development, similar to the law. of Moore in semiconductors.
Description du nano-système de nano-résonateur: Description of the nano-nano-resonator system:
La mise en oeuvre de cette technologie de filtre par un nano-système de nano-résonateur se caractérise par une structure mécanique vibrante dans le plan perpendiculaire au plan des transistors, des interconnexions de transistors ou d'interconnexions d'électrodes et donc la structure mécanique vibrante constituant la source de vibrations et donc de résonance est verticale et non horizontale et forme une cavité en forme de U placé entre des électrodes servant d'entrée et de sortie de signaux de telle manière que les surfaces en regard sont constituées par les parois verticales de la nanostructure vibrante et les parois verticales des électrodes pour former un filtre passe bande. La nanostructure vibrante étant de forme en U et est verticale, offre ainsi une surface dans le plan vertical la plus importante, représentant 90% de la totalité de la surface de la nanostructure. Cette nanostructure a l'avantage d'avoir une surface horizontale très petite et donc n'est pas soumis à la gravité lors de la déformation de la nanostructure pour provoquer les vibrations et donc l'émission des ondes. Par ailleurs cette nanostructure en forme de cavité résonante est très rigide et la partie verticale des deux membres de la cavité est libéré tandis que la partie horizontale joignant les membres verticaux de la cavité résonante en forme de U est encrée dans un matériau isolant de faible perte et de faible capacité : ces matériaux peuvent être de l'oxyde de silicium ou un polymère organo-silicate à densité de nanoporisité variable pour obtenir des permittivités inférieures à 3,9 et préférentiellement une permittivité effective inférieure à 2,9 et très préférentiellement inférieure à 2,2. Les membres verticaux de la nanostructure constituée d'une cavité résonante sont libérés et peuvent être encapsulés sous atmosphère contrôlé à pression constante d'un gaz inerte choisi parmi l'hélium, l'hydrogène, l'azote, l'argon et tout autres gaz rares ou sous atmosphère d'air purifié d'eau à pression constante ou sous un vide de 11. Torr à 100 mTorr. The implementation of this filter technology by a nano-resonator nano-system is characterized by a vibrating mechanical structure in the plane perpendicular to the plane of the transistors, interconnections of transistors or interconnections of electrodes and therefore the mechanical structure vibrator constituting the source of vibration and therefore of resonance is vertical and non-horizontal and forms a U-shaped cavity placed between electrodes serving as input and output signals so that the facing surfaces are constituted by the vertical walls the vibrating nanostructure and the vertical walls of the electrodes to form a band pass filter. The vibrating nanostructure being U-shaped and vertical, thus provides a surface in the largest vertical plane, representing 90% of the total surface of the nanostructure. This nanostructure has the advantage of having a very small horizontal surface and is therefore not subjected to gravity during the deformation of the nanostructure to cause vibrations and therefore the emission of waves. Moreover, this resonant cavity-shaped nanostructure is very rigid and the vertical part of the two members of the cavity is released while the horizontal part joining the vertical members of the U-shaped resonant cavity is inked in a low-loss insulating material. and of low capacity: these materials may be silicon oxide or an organosilicate polymer having a variable nanoporite density to obtain permittivities less than 3.9 and preferably an effective permittivity of less than 2.9 and very preferably less than 2.2. The vertical members of the nanostructure consisting of a resonant cavity are released and can be encapsulated under a controlled atmosphere at a constant pressure of an inert gas selected from helium, hydrogen, nitrogen, argon and any other gas rare or under an atmosphere of purified air of water at constant pressure or under a vacuum of 11 Torr at 100 mTorr.
Fabrication du nano-système de nano-résonateur quel que soit le modèle de conception: A partir d'un substrat tel que décrit auparavant et comportant ou pas un dispositif électronique ou photonique intégré, la première phase consiste à constituer les connexions et interconnexions des électrodes et donc des référents de potentiel afin d'acheminer le signal et de le réceptionner au-travers de l'encapsulation. Par ailleurs les interconnexions intégrées sont de technologie semblable aux dispositifs électroniques intégrés CMOS. 10 Manufacture of the nano-resonator nano-system whatever the design model: From a substrate as described previously and including or not an integrated electronic or photonic device, the first phase consists of constituting the connections and interconnections of the electrodes and therefore potential referents in order to route the signal and receive it through the encapsulation. In addition, the integrated interconnects are similar in technology to the integrated CMOS electronic devices. 10
Au-dessus d'un substrat, dépôt de couche d'isolation (1) de connexions et interconnexions par l'emploi de matériaux à base de silice comme les silicates organiques ou des polymères nanoporeux déposés par diverses méthodes concomitantes comme la technique CVD (Chemical Vapor Deposition) et plus particulièrement la technique PECVD (Plasma Enhanced CVD) pour déposer en couche de 1000 à 50000 A un matériau diélectrique de permittivité comprise entre 1 et 3,9 ou de film épais de 10 à 5001 d'un matériau diélectrique de permittivité comprise entre 1 et 8 soit par la technique PECVD, soit par la technique PEALD (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition) soit par la technique ALD. Above a substrate, insulating layer deposition (1) of connections and interconnections by the use of silica-based materials such as organic silicates or nanoporous polymers deposited by various concomitant methods such as CVD (Chemical Vapor Deposition) and more particularly the PECVD technique (Plasma Enhanced CVD) for depositing in a layer of 1000 to 50000 A a dielectric material with a permittivity of between 1 and 3.9 or a thick film of 10 to 5001 of a dielectric material of permittivity between 1 and 8 either by the PECVD technique, or by the Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD) technique or by the ALD technique.
Des couches intermédiaires (2) sont des films permettant de graver de façon sélective les dépôts ultérieurs et ces films peuvent être de nature différente comme du nitrure de silicium ou du carbure de silicium. Intermediate layers (2) are films for selectively etching subsequent deposits and these films may be of a different nature such as silicon nitride or silicon carbide.
Le premier niveau de connexion (3) des différents types d'électrodes est réalisé et peut utilisé comme métal l'aluminium (Al) qui est déposé par CVD en couche épaisse de 1000 à 5000 A recouvrant l'ensemble de la surface en utilisant des précurseurs aux molécules telles que l'hydrate tri-isobutyl-alumiunium qui se décompose à moins de 50 C dans la chambre du réacteur CVD avant de réagir par chimisorption à la surface du substrat maintenu entre 200 et 400 C puis l'aluminium est gravé (figure lb) par une technique de gravure sèche anisotropique à assistance plasma et au moyen de gaz comme une mixture de BC13/C12/N2 ou par une mixture de HBr/C12/N2 au ratio ajusté selon l'épaisseur d'Al. Afin d'isoler les connexions et interconnexions, un matériaux isolant (4) est déposé par une ou plusieurs des méthodes préalablement citées et après étalement du diélectrique recouvrant les espaces entre les connexions d'aluminium, une planarisation par CMP (Chemical Mechanical Polishing) est assurée au moyen d'un abrasif à base de klébosols de silice fumée ou de silice colloïdale suspendu dans un milieu basique composé d'au-moins NH4OH, lequel abrassif est dispersé à l'interface entre la surface du substrat pressé contre un tissu de mousse poreuse en polyuréthane type SUBA-IV de Shipley Rodel à titre d'exemple ou selon une autre technique CMP, le tissu est composé de pastilles d'oxyde de cérium collées à un tissu de polyester qui ont la même action de planarisation en concomitance avec l'action chimique de gravure par les ions OH- de Hy.SiO,, et donc l'arrachement de matière agglomérée;toutefois la présente description est très limitée. A la suite de cette étape de polissage par CMP, un nettoyage de la surface a pour but de retirer les sels d'abrassifs restés agglomérés en surface par un milieu au pH permettant d'avoir un potentiel Zeta de polarité identique aux sels utilisés pour le pontage lors de l'étape de CMP et dont l'action chimique aura un effet de gravure anisotropique afin d'éviter une rugosité élevée. The first connection level (3) of the different types of electrodes is made and can be used as the aluminum (Al) which is deposited by CVD in a thick layer of 1000 to 5000 A covering the entire surface using precursors to molecules such as tri-isobutylaluminum hydrate which decomposes at less than 50 ° C. in the CVD reactor chamber before reacting by chemisorption on the surface of the substrate maintained between 200 and 400 ° C., and then the aluminum is etched ( FIG. 1b) by a plasma-assisted anisotropic dry etching technique using gas such as a mixture of BC13 / C12 / N2 or a mixture of HBr / C12 / N2 at the ratio adjusted according to the thickness of Al. In order to isolate the connections and interconnections, an insulating material (4) is deposited by one or more of the previously mentioned methods and after spreading the dielectric covering the gaps between the aluminum connections, a planarization by CMP (Chemical Mechanical Polishing) is provided by means of an abrasive based on kerosols of fumed silica or colloidal silica suspended in a basic medium composed of at least NH 4 OH, which abrasive is dispersed at the interface between the surface of the substrate pressed against a foam fabric As an example or according to another CMP technique, the fabric is composed of cerium oxide pellets bonded to a polyester fabric which have the same planarization action in concomitant manner with the polyurethane type SUBA-IV of Shipley Rodel. chemical action of etching by the OH- ions of Hy.SiO.sub.2, and thus the peeling of agglomerated material, however the present description is very limited. As a result of this CMP polishing step, a cleaning of the surface is intended to remove the salts of abrassives remained agglomerated on the surface by a pH medium to have a Zeta potential of identical polarity to the salts used for the treatment. bridging at the stage of CMP and whose chemical action will have an anisotropic etching effect to avoid a high roughness.
Ces étapes se répètent autant de fois qu'il est nécessaire d'interconnecter des connexions des différentes électrodes pour faire entrer et réceptionner un signal et pour créer un filtre aux caractéristiques électroniques bien définis pour chaque application comme un triplexer ou un duplexer et ainsi couplé en série ou en parallèle les nano-résonateurs comme cela est montré à la figure 4 dont deux modèles de nano-résonateur sont donnés aux figures 2 et 3 respectivement. These steps are repeated as many times as it is necessary to interconnect the connections of the different electrodes to enter and receive a signal and to create a filter with well-defined electronic characteristics for each application such as a triplexer or a duplexer and thus coupled in series or in parallel the nano-resonators as shown in Figure 4, two models of nano-resonator are given in Figures 2 and 3 respectively.
Les étapes décrites par les figures la à 1d sont des étapes communes à la fabrication de dispositifs électroniques intégrés et sont décrites dans l'exemple donné pour des connexions et interconnexions en aluminium (6) comme matériau conducteur isolées par un matériau organique de silicate (5) déposé par PECVD. Mais cet exemple n'est pas limitatif à l'intégration du dispositif dont le dispositif nano-système de nano- résonateur est strictement compatible avec: connexions et interconnexions électroniques par un conducteur comme le cuivre isolées dans une structure damascène formée dans un matériau polymère fortement poreux connexions et interconnexions électroniques par des nanomatériaux conducteurs comme les nanotubes en carbone ou en nitrure de bore isolé par dans des micro-cavité d'air - connexions et interconnexions optiques et photoniques connexions et interconnexions constituées de molécules à auto-assemblage ou neuronales constituées de tissus biologiques Les différents types de connexions et interconnexions des électrodes constituant le nano-résonateur doivent être situées au-dessous de la cavité résonante. The steps described in FIGS. 1a-1d are steps common to the manufacture of integrated electronic devices and are described in the example given for aluminum connections and interconnections (6) as conductive material insulated by an organic silicate material (5). ) filed by PECVD. But this example is not limited to the integration of the device whose nano-system nano-resonator device is strictly compatible with: electronic connections and interconnections by a conductor such as copper isolated in a damascene structure formed in a polymer material strongly porous electronic connections and interconnections by conductive nanomaterials such as carbon nanotubes or boron nitride isolated by in micro-air cavity - optical and photonic connections and interconnections connections and interconnections consisting of self-assembling or neuronal molecules consisting of biological tissues The different types of connections and interconnections of the electrodes constituting the nano-resonator must be located below the resonant cavity.
Après avoir constitué le niveau d'interconnexion du premier niveau de connexion des électrodes d'entrée et de sortie de signaux, il convient d'élaborer l'interconnexion de l'électrode de la cavité résonante cylindrique creux. After having established the interconnection level of the first connection level of the input and output electrodes, the interconnection of the electrode of the hollow cylindrical resonant cavity should be developed.
Le matériau qui est utilisé à cet effet doit être préférentiellement le même en terme de composition et de tenue mécanique, mais dont la composition atomique peut varier selon les alliages possibles. The material used for this purpose must preferably be the same in terms of composition and mechanical strength, but the atomic composition of which may vary according to the possible alloys.
On prépare une structure damascène (figure le) en gravant le matériau isolant du niveau des interconnexions. Ce damascène doit permettre de placer l'électrode de la cavité résonante en liaison avec les connexions d'électrodes puisque au-moins trois électrodes sont nécessaires à la mise en oeuvre d'un nano-résonateur par: électrode d'entrée dont la connexion métallisée supérieure doit épouser la forme de la base encrée de la cavité résonante électrode de la cavité résonante dont la cavité résonante en forme de cylindre creux vertical a une base cylindrique encrée qui peut être de forme polygonale ou hémisphérique ou circulaire ou ovoïdale ou elliptique et dont les parois verticales du cylindre creux sont séparées des électrodes entrée et sortie par un milieu contrôlé à pression constante d'un gaz inerte choisi parmi l'hélium, l'hydrogène, l'azote, l'argon et tout autres gaz rares ou sous atmosphère d'air purifié d'eau à pression constante ou sous un vide de 1 Torr à 100 mTorr. A damascene structure (Figure 1c) is prepared by etching the insulating material from the level of the interconnections. This damascene must make it possible to place the electrode of the resonant cavity in connection with the electrode connections since at least three electrodes are necessary for the implementation of a nano-resonator by: input electrode whose metallized connection must conform to the shape of the inked base of the resonant electrode cavity of the resonant cavity, the resonant cavity in the form of a vertical hollow cylinder has an inked cylindrical base which may be of polygonal or hemispherical or circular or ovoidal or elliptical shape and whose vertical walls of the hollow cylinder are separated from the inlet and outlet electrodes by a controlled medium at constant pressure of an inert gas selected from helium, hydrogen, nitrogen, argon and any other rare gas or in a controlled atmosphere; purified air of water at constant pressure or under a vacuum of 1 Torr at 100 mTorr.
électrode sortie dont la connexion métallisée supérieure doit épouser la forme de la base encrée de la cavité résonante Le damascène est utilisé au niveau des interconnexions de connexions de chaque type d'électrodes car l'interconnexion inter-niveaux de l'électrode de la cavité résonante doit être préférentiellement voire très préférentiellement élaborée du même matériau qui constitue la cavité résonante pour améliorer la tenue mécanique, éviter les contaminations croisées et éviter les joints de grains. output electrode whose upper metallized connection must match the shape of the inked base of the resonant cavity The damascene is used at the interconnections of connections of each type of electrodes because the inter-level interconnection of the electrode of the resonant cavity should preferably be even very preferably made of the same material which constitutes the resonant cavity to improve the mechanical strength, avoid cross contamination and avoid grain boundaries.
Les interconnexions des électrodes entrée et sortie sont isolées et la surface de la zone conductrice est passivée par une couche d'un matériau de nitrure de titane ou nitrure de tungstène ou nitrure de niobium ou un composé de tungstène-titane (7). Ce film est déposé soit par procédé dit lift-off soit par lithographie et donc par dépôt de couche puis lithographie utilisant le masque de formation de la zone d'interconnexion et si le métal est de l'aluminium, la résine photosensible sera négative pour l'image du masque et si le métal déposé dans la structure damascène est du cuivre, la résine sera positive en raison de l'image du masque du damascène. La passivation est nécessaire pour limiter les réactions d'interfaces avec le matériau isolant et pour les traitements par voie humide lors des passages à l'air des tranches de silicium exposant le métal à une oxydation et pour limiter l'inter-diffusion d'éléments et donc de croiser des contaminations et pour augmenter la résistance à l'électromigration ce qui a pour effet d'augmenter la résistivité par l'emploi de métaux de résistivité plus élevée comme film stable de passivation. The interconnections of the input and output electrodes are isolated and the surface of the conductive zone is passivated by a layer of titanium nitride material or tungsten nitride or niobium nitride or a tungsten-titanium compound (7). This film is deposited either by lift-off method or by lithography and thus by layer deposition and lithography using the formation mask of the interconnection zone and if the metal is aluminum, the photosensitive resin will be negative for the film. image of the mask and if the metal deposited in the damascene structure is copper, the resin will be positive because of the image of the damascene mask. Passivation is necessary to limit the interface reactions with the insulating material and for the wet treatments during the air passages of the silicon wafers exposing the metal to oxidation and to limit the inter-diffusion of elements. and thus to cross contaminations and to increase the resistance to electromigration which has the effect of increasing the resistivity by the use of metals of higher resistivity as a stable film of passivation.
Le matériau élaboré pour constituer la cavité résonante (8) est préférentiellement du béryllium et alliage de béryllium. Mais ce matériau peut être substitué par tout composé métallique à base: de borure - BxMei_ de carbure - CxMet_x - de nitrure - MexN 1.x et de matériaux alliages en nano-laminé formés et déposés par ALD, MALD, PEALD, PAALD ou RTALD nano-laminé de TiN(Cr)/TiAIN nano-laminé de NbN(Cr)/NbAlN nano-laminé de TiN(C)/AlN nano-laminé de TiN(C)/TiSiN nano-laminé de TiN(C)/WCN nano-laminé de Hf(C)/HfN nano- laminé de AlNa nano-laminé de Ir/IrO2 nano-laminé de Ru/RuO2 nano-laminé de TiN/MgA1N nano-laminé de TaC/TaSiN nano-laminé de NbC/NbAIN nano- laminé de TiC/TiAlN nano-laminé de TiN/SiC nano-laminé de TiN/Si3N4 nano- laminé de TiB/TiAIN nano-laminé de HfB/TiB(N) nano-laminé de OsB/TiB(N) nano-laminé de TiC/TiB La cavité résonante ne peut être élaborée que par les techniques de réactions de chimisorption saturées en phase vapeur décomposées en cycles de réactions par rythme d'injection dosée de chaque élément apporté par une réaction de surface et par purge de la chambre de réaction et donc toutes techniques basées sur les réactions de dépôt de couche atomique ALD et comprenant les techniques ALD, PEALD, PAALD, MALD, RTALD et de façon très préférentielle la technique ALD et PEALD ou par une méthode de croissance physico-chimique en phase vapeur comme la MOCVD ou l'épitaxie ou à l'aide de la technique d'impression nanométrique par des molécules qui s'auto-assemblent. The material developed to constitute the resonant cavity (8) is preferably beryllium and beryllium alloy. But this material can be substituted by any metal compound based on: boride - BxMei_ carbide - CxMet_x - nitride - MexN 1.x and nano-laminate alloy materials formed and deposited by ALD, MALD, PEALD, PAALD or RTALD Nano-rolled TiN (Cr) / TiAIN Nano-laminated NbN (Cr) / NbAlN Nano-laminated TiN (C) / TiN Nano-rolled TiN (C) / TiSiN Nano-rolled TiN (C) / WCN Nano-laminated Nano-laminated N-rolled Nano-laminated Ru / RuO2 nano-laminated N / C / NbAIN Nano-laminated Ti / MgA1N Nano-laminated Nano-laminate Nano-laminated TiC / TiAlN nano-laminated TiN / SiC nano-laminated TiN / Si3N4 nano-laminated TiB / TiAIN nano-laminated HfB / TiB (N) nano-laminated OsB / TiB (N) nano- TiC / TiB laminate The resonant cavity can only be produced by the saturated vapor phase chemisorption reaction techniques decomposed into reaction cycles by metered injection rate of each element provided by a surface reaction and by r purge of the reaction chamber and therefore any techniques based on the ALD atomic layer deposition reactions and comprising the techniques ALD, PEALD, PAALD, MALD, RTALD and very preferably the technique ALD and PEALD or by a growth method physico-chemical vapor phase like MOCVD or epitaxy or using the technique of nanometric printing by molecules that self-assemble.
Les alliages de béryllium sont des matériaux aux propriétés adéquates pour fabriquer la cavité résonante et l'interconnexion entre le niveau de connexion des électrodes de la cavité résonante et la cavité résonante par la technique ALD. Le matériaux très préférentiellement utilisé pour fabriquer la cavité résonante et l'interconnexion entre le niveau de connexion des électrodes de la cavité résonante et la cavité résonante est l'alliage en laminé de béryl BeO déposé par ALD ou tout alliage ALD à base de béryl BeO ou de béryllium. Beryllium alloys are materials with adequate properties to manufacture the resonant cavity and the interconnection between the connection level of the electrodes of the resonant cavity and the resonant cavity by the ALD technique. The material most preferably used to manufacture the resonant cavity and the interconnection between the connection level of the electrodes of the resonant cavity and the resonant cavity is the alloy of Beyl beryl deposited by ALD or any alloy ALD based on beryl BeO or beryllium.
^ Le béryllium (Be) est un matériau aux caractéristiques principales à savoir: - Résistivité : 4 S2. cm - Densité : 1.88 g/cm3 15 20 25 - Module d'Young: 290 GPa - Chemin libre de phonons < 150 nm - Coefficient Thermique d'Expansion (Cl'E) 3.E-8/K ^ Le béryl (BeO) est un matériau aux caractéristiques principales à savoir: - Résistivité : 20 S2. Cm Densité : 2.3 g/cm3 - Module d'Young: 380 Gpa - Chemin libre de phonons < 150 nm - Coefficient Thermique d'Expansion (CTE) 3.E-8/K ^ Le nitrure de béryllium (Be3N2) est un matériau aux caractéristiques principales à savoir: - Résistivité : 150.LQ. Cm - Densité : 2.7 g/cm3 - Module d'Young: 320 Gpa - Chemin libre de phonons < 170 nm - Coefficient Thermique d'Expansion (C 1E) 3.E-8/K La cavité résonante et l'interconnexion d'électrodes de la cavité résonante avec la cavité résonante en forme de U est faite d'un alliage ALD nano-laminé à base de bérylium et préférentiellement d'un alliage ALD nanolaminé de BeO/Be3N2 et très préférentiellement d'une combinaison stoechiométrique d'alliages ALD nanolaminés parmi: BeO /AlN BeO/TiN BeO/TiAlN BeO/WCN BeO/ TiC BeO/SiC BeO/Al2O3 Be3N2/AIN Be3N2/TiA1N Be3N2/TiN Be3N2/TiC Be3N2/WCN Be3N2/SiC Be3N2/Al2O3 BeO/Be3N2 Un exemple de procédé de formation de matériau nanostructuré pour fabriquer la cavité résonante sur un substrat en silicium de 300 mm de diamètre: Nano-matériau constitué de la nanostructure suivante (BeO)a (Be3N2)b (BeO), (A1N)d (Be3N2), (Al2O3) (BeO)g (Be3N2)h dont chaque composé a une épaisseur entre 10 et 50A et donc chaque alliage a une épaisseur entre 3 et 30A. 30 35 ^ Beryllium (Be) is a material with the main characteristics namely: - Resistivity: 4 S2. cm - Density: 1.88 g / cm3 15 20 25 - Young's modulus: 290 GPa - Phonons free path <150 nm - Thermal Expansion Coefficient (Cl'E) 3.E-8 / K ^ Beryl (BeO ) is a material with the main characteristics namely: - Resistivity: 20 S2. Cm Density: 2.3 g / cm3 - Young's modulus: 380 Gpa - Phonons free path <150 nm - Thermal Expansion Coefficient (CTE) 3.E-8 / K ^ Beryllium nitride (Be3N2) is a material with the main characteristics namely: - Resistivity: 150.LQ. Cm - Density: 2.7 g / cm3 - Young's modulus: 320 Gpa - Phonons free path <170 nm - Thermal Expansion Coefficient (C 1E) 3.E-8 / K The resonant cavity and the interconnection of electrodes of the resonant cavity with the U-shaped resonant cavity is made of a nano-laminated ALD alloy based on berylium and preferably a nanolaminated ALD alloy of BeO / Be3N2 and very preferably a stoichiometric combination of alloys ALD nanolamines from: BeO / AlN BeO / TiN BeO / TiAlN BeO / WCN BeO / TiC BeO / SiC BeO / Al2O3 Be3N2 / AIN Be3N2 / TiA1N Be3N2 / TiN Be3N2 / TiC Be3N2 / WCN Be3N2 / SiC Be3N2 / Al2O3 BeO / Be3N2 One example of a process for forming a nanostructured material for manufacturing the resonant cavity on a silicon substrate 300 mm in diameter: Nano-material consisting of the following nanostructure (BeO) a (Be3N2) b (BeO), (A1N) d (Be3N2 ), (Al2O3) (BeO) g (Be3N2) h each of which has a thickness between 10 and 50A and therefore each alloy has a thick between 3 and 30A. 30 35
Descriptif du procédé d'élaboration par ALD du nano-matériau Be,OyAll.,N, - Montée en température pendant 100 secondes pour atteindre 450 C et injection d'argon à 340 cm3/min et pression à 35 mTorr - Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 1 seconde Injection d'hélium à 180 cm3/min pendant 250 msec (milli seconde) et Be(Et)2 1 mTorr de pression - Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 1 seconde Injection de 03 à 380 cm3/min avec 150 cm3/min d'azote pendant 500 msec Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 1 seconde Injection d'hélium à 180 cm3/min pendant 250 msec (milli seconde) et Be(Et)2 1 mTorr de pression Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 1 seconde Injection avec 150 cm3/min d'azote de 200 cm3/min de NH3 pendant 1 000 msec Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 500 msec Injection d'hélium à 180 cm3/min pendant 250 msec (milli seconde) et Be(Et)2 1 mTorr de pression Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 500 msec Injection de 03 à 380 cm3/min avec 150 cm3/min d'azote pendant 500 msec Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 1 seconde Injection d'hélium à 180 cm3/min pendant 250 msec (milli seconde) et AI(Et-Me)3 1 mTorr de pression - Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 1 seconde - Injection avec 150 cm3/min d'azote de 200 cm3/min de NH3 pendant 250 msec Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 500 msec Injection d'hélium à 180 cm3/min pendant 250 msec (milli seconde) et Be(Et)2 1 mTorr de pression Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 500 msec Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 1 seconde Injection avec 150 cm3/min d'azote de 200 cm3/min de NH3 pendant 1 000 msec - Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 500 msec Injection d'hélium à 180 cm3/min pendant 250 msec (milli seconde) et Be(Et)2 1 mTorr de pression - Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 500 msec - Injection de 03 à 380 cm3/min avec 150 cm3/min d'azote pendant 500 msec Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 500 msec Injection d'hélium à 180 cm3/min pendant 250 msec (milli seconde) et Be(Et)2 1 mTorr de pression Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 1 seconde Injection de 03 à 380 cm3/min avec 150 cm3/min d'azote pendant 500 msec - Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 1 seconde Injection d'hélium à 180 cm3/min pendant 250 msec (milli seconde) et Be(Et)2 1 mTorr de pression Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 1 seconde Injection avec 150 cm3/min d'azote de 200 cm3/min de NH3 pendant 1 000 msec Injection d'argon à 350 cm3/min pendant 500 msec Afin de déposer l'alliage ALD comme nano-matériau BexOyAli_,N., une technique innovante de dépôt sélectif (8) dans la structure damascène peut être mise en oeuvre afin de réduire les étapes de lithographie et de gravure et donc de réduire le coût de fabrication. Cette technique dite de dépôt ALD sélectif se caractérise par le dépôt par une technique CVD de NNitroophenyihydroxylamine d'aluminium sublimé à 135 C ou par un dépôt pareffet centrifuge d'un gel de N-Nitroophenylhydroxylamine d'aluminium d'une épaisseur de 1000 A puis gravé facilement par voie humide à base d'un bain de H2SO4:03 pour créer une réaction de CARO qui va graver de façon anisotrope la couche anti-polymérisation. Un procédé à base de polymères amphiphiliques peut être mis en oeuvre pour un dépôt sélectif d'image négative par le dépôt par effet centrifuge d'un gel de poly(oxyde d'éthylène)-poly(oxyde de propylène)-poly(oxyde d'éthylène) ou par un méthode CVD d'un film d'une épaisseur de 300 A puis gravé facilement par plasma d'oxygène, ce qui inhibe la réaction de chimisorption et donc d'échange de liants entre la surface rendue non réactive et les liants de la molécule sublimée transportant un élément de l'alliage BexOyAl,_ZNZ et donc de fait le dépôt ALD ne se fait que dans la structure damascène ce qui évite de graver BexOyAl,_zNz. Cette technique de dépôt sélectif peut utiliser une image positive pour le dépôt et donc l'utilisation d'un film de poly (diméthyl-siloxane)-poly(oxyde d'éthylène) qui est de caractère amphiphile et peut être utilisé en image positive ou négative du dépôt. Etant donné la porosité des matériaux utilisés pour isoler des interconnexions, il est préférable d'utiliser pour une dépôt sélectif de BexOyAh_,N, : É soit poly(oxyde d'éthylène)-poly(oxyde de propylène)-poly(oxyde d'éthylène) et ses dérivés, ^ soit poly (diméthyl-siloxane)-poly(oxyde d'éthylène) et ses dérivés à chaîne de PDMS, ^ soit un poly acrylique et ses dérivés à chaîne de PMMA Le dépôt de l'alliage ALD BexOyAll_ZNz s'effectue à une température comprise entre 160 C et 360 C et très préférentiellement à une température entre 185 C et 235 C par la méthode de dépôt sélectif utilisant une base PDMS d'image négative. Description of the process for the elaboration by ALD of the nano-material Be, OyAll., N, - Rise in temperature for 100 seconds to reach 450 C and argon injection at 340 cm3 / min and pressure at 35 mTorr - Argon injection at 350 cm3 / min for 1 second Helium injection at 180 cm3 / min for 250 msec (milli seconds) and Be (Et) 2 1 mTorr pressure - Argon injection at 350 cm3 / min for 1 second 03 injection at 380 cm3 / min with 150 cm3 / min of nitrogen for 500 msec Injection of argon at 350 cm3 / min for 1 second Injection of helium at 180 cm3 / min for 250 msec (milli second) and Be (Et) 2 1 mTorr of pressure Argon injection at 350 cm3 / min for 1 second Injection with 150 cm3 / min of nitrogen of 200 cm3 / min of NH3 for 1000 msec Injection of argon at 350 cm3 / min for 500 msec Injection d helium at 180 cm3 / min for 250 msec (milli second) and Be (Et) 2 1 mTorr of pressure Argon injection at 350 cm3 / min for 500 msec Injection from 03 to 380 cm3 / min with c 150 cm3 / min of nitrogen for 500 msec Argon injection at 350 cm3 / min for 1 second Helium injection at 180 cm3 / min for 250 msec (milli seconds) and AI (Et-Me) 3 1 mTorr of pressure - Injection of argon at 350 cm3 / min for 1 second - Injection with 150 cm3 / min of nitrogen of 200 cm3 / min of NH3 for 250 msec Injection of argon at 350 cm3 / min for 500 msec Injection of helium at 180 cm3 / min for 250 msec (milli second) and Be (Et) 2 1 mTorr of pressure Injection of argon at 350 cm3 / min for 500 msec Injection of argon at 350 cm3 / min for 1 second Injection with 150 cm3 N / min of 200 cm3 / min of NH3 for 1000 msec - Argon injection at 350 cm3 / min for 500 msec Helium injection at 180 cm3 / min for 250 msec (milli second) and Be (Et) 2 1 mTorr of pressure - Injection of argon at 350 cm3 / min for 500 msec - Injection of 03 to 380 cm3 / min with 150 cm3 / min of nitrogen for 500 msec Injection of argon at 350 cm3 / min for 500 msec Helium injection at 180 cm3 / min for 250 msec (milli second) and Be (Et) 2 1 mTorr of pressure Injection of argon at 350 cm3 / min for 1 second Injection of 03 to 380 cm3 / min with 150 cm3 / min of nitrogen for 500 msec - Argon injection at 350 cm3 / min for 1 second Helium injection at 180 cm3 / min for 250 msec (milli second) and Be (Et) 2 1 mTorr of pressure Argon injection at 350 cm3 / min for 1 second Injection with 150 cm3 / min of nitrogen of 200 cm3 / min of NH3 for 1000 msec Injection of argon at 350 cm3 / min for 500 msec In order to deposit the ALD alloy as nano-material BexOyAli_, N an innovative selective deposition technique (8) in the damascene structure can be implemented in order to reduce the lithography and etching steps and thus to reduce the cost of manufacture. This so-called selective ALD deposition technique is characterized by the deposition by a 135 C sublimated NNitroophenylhydroxylamine CVD technique or by a centrifugal deposition of an aluminum N-Nitroophenylhydroxylamine gel of a thickness of 1000 A and then Easily etched wet based on a H2SO4: 03 bath to create a CARO reaction that will anisotropically etch the anti-polymerization layer. A process based on amphiphilic polymers can be carried out for selective negative image deposition by deposition by centrifugal effect of a poly (ethylene oxide) -poly (propylene oxide) -poly (oxide oxide) gel. ethylene) or by a CVD method of a film of a thickness of 300 A and then easily etched by oxygen plasma, which inhibits the chemisorption reaction and therefore the exchange of binders between the non-reactive surface and the binders of the sublimated molecule carrying an element of the alloy BexOyAl, _ZNZ and therefore deposition ALD is only in the damascene structure which avoids engraving BexOyAl, _zNz. This selective deposition technique can use a positive image for the deposition and thus the use of a poly (dimethylsiloxane) -poly (ethylene oxide) film which is of an amphiphilic character and can be used in positive image or negative deposit. Given the porosity of the materials used to isolate interconnects, it is preferable to use for a selective deposition of BexOyAh, N,: E or poly (ethylene oxide) -poly (propylene oxide) -poly (oxide of ethylene) and its derivatives, either poly (dimethylsiloxane) -poly (ethylene oxide) and its PDMS chain derivatives, or a poly (acrylic acid) and its PMMA chain derivatives The deposition of ALD alloy BexOyAll_ZNz is carried out at a temperature between 160 C and 360 C and very preferably at a temperature between 185 C and 235 C by the selective deposition method using a negative image PDMS base.
A la suite de cette étape de formation d'interconnexions des différentes électrodes, il est formé par dépôt une couche isolante (9) par les matériaux précédemment cités à savoir des matériaux à base de silice comme les silicates organiques ou des polymères nanoporeux déposés par diverses méthodes concomitantes comme la technique CVD (Chemical Vapor Deposition) et plus particulièrement la technique PECVD (Plasma Enhanced CVD) pour déposer une couche de 1000 à 5000 A un matériau diélectrique de permittivité comprise entre 1 et 3,9 puis un film épais 10 à 5001 et d'une couche d'arrêt (10) composé d'un matériau diélectrique choisi parmi le SiC, Si3N4 déposé par PECVD ou par PEALD ou par ALD. Cette couche d'arrêt va être comme masque dur pour former un niveau supérieur d'interconnexion des électrodes entrée et sortie uniquement et pour former la cavité résonante afin que la cavité résonante soit encrée par sa base en forme de U dans un matériau isolant. Cette couche d'arrêt permettra lors de la gravure sélective du moule des membres verticaux de la cavité résonante de stopper la gravure à la couche d'arrêt et donc la libération de la cavité résonante n'en sera que partielle et l'emploi préférentiel de SiC permet d'augmenter la sélectivité de gravure par l'utilisation d'acide fluorhydrique anhydrique. Un film ultra mince de TiN (11) est déposé par la technique lift-off ou préférentiellement le dépôt par ALD précède la lithographie et la gravure par voie humide effectuée à partir d'une réaction de CARO: cette couche a pour fonction de protéger l'interface d'Al avec les couches supérieures et éviter la corrosion et par ailleurs d'augmenter la résistance à l'électromigration. As a result of this step of forming interconnections of the different electrodes, an insulating layer (9) is formed by deposition by the aforementioned materials, namely silica-based materials such as organic silicates or nanoporous polymers deposited by various concomitant methods such as the CVD technique (Chemical Vapor Deposition) and more particularly the PECVD technique (Plasma Enhanced CVD) for depositing a layer of 1000 to 5000 A dielectric material with a permittivity of between 1 and 3.9 then a thick film 10 to 5001 and a barrier layer (10) composed of a dielectric material selected from SiC, Si3N4 deposited by PECVD or by PEALD or by ALD. This barrier layer will be a hard mask to form a higher level of interconnection of the input and output electrodes only and to form the resonant cavity so that the resonant cavity is inked by its U-shaped base in an insulating material. This stop layer will allow, during the selective etching of the mold, vertical members of the resonant cavity to stop the etching at the barrier layer and thus the release of the resonant cavity will be only partial and the preferential use of SiC makes it possible to increase the selectivity of etching by the use of anhydrous hydrofluoric acid. An ultra thin film of TiN (11) is deposited by the lift-off technique, or preferentially ALD deposition precedes lithography and wet etching carried out from a CARO reaction: this layer serves to protect the Al interface with the upper layers and avoid corrosion and also increase the resistance to electromigration.
Le niveau supérieur des interconnexions des électrodes entrée et sortie est effectué en utilisant une des techniques précédemment citées pour les connexions et interconnexions dont le métal peut être du tungstène. The upper level of the interconnections of the input and output electrodes is carried out using one of the previously mentioned techniques for connections and interconnections whose metal may be tungsten.
La formation de la cavité résonante s'effectue par la succession des étapes suivantes: ^ dépôt d'une couche isolante (12) servant de moule en damascène par PECVD ou par Spin-On et par PECVD d'une couche d'un diélectrique à base de silice épaisse de 6000 à 65000 A ^ lithographie de l'image du damascène ^ gravure à travers le masque de résine du matériau isolant ^ retrait de la résine et nettoyage des résidus de gravure É dépôt par la technique ALD ou PEALD ou PAALD ou MALD d'une couche de TiN épaisse de 100 à 1500 A (13) É lithographie de l'image négative du damascène utilisant le masque damascène de la cavité résonante ^ gravure de TiN à travers le masque de résine négative (figure 1 j) ^ dépôt par CVD ou par effet centrifuge d'un matériau à base PDMS ou PMM (figure 1k) ^ lithographie de l'image positive du damascène utilisant le masque damascène de la cavité résonante É gravure par plasma ou par voie humide du film inhibiteur de polymérisation É dépôt de conformalité élevée du premier nano-laminé d'alliage ALD de Be, OyAlt N, d'une épaisseur comprise entre 30 et 200 A (14) par une technique choisie parmi ALD, PEALD, PAALD, MALD, RTALD et l'épitaxie ^ dépôt du second nano-laminé d'alliage ALD de Be.OyAlt_,N, (15) d'une épaisseur comprise entre 30 et 200 A par une technique choisie parmi ALD, PEALD, PAALD, MALD, RTALD et l'épitaxie d'une épaisse comprise entre 30 et 200 A dépôt du troisième nano-laminé d'alliage ALD de BeXOyAlt_zN, (16) d'une épaisseur comprise entre 30 et 200 A par une technique choisie parmi ALD, PEALD, PAALD, MALD, RTALD et l'épitaxie traitement thermique par flash d'une durée comprise entre 1 milliseconde et 3000 millisecondes soit par voie d'un LASER type excimer à une température comprise entre 400 C et 1200 C soit par recuit thermique rapide nommé RTA (Rapid Thermal Annealing) ou RTP (Rapid Thermal Processing) sous atmosphère de deutérium ou de gaz deutéré ou de gaz inerte comme une mixture N2:H2 à une température comprise entre 400 C et 10000C dépôt par CVD ou par effet centrifuge d'un matériau à base PDMS ou PMM (figure 1m) lithographie de l'image positive du damascène utilisant le masque damascène de la cavité résonante ^ gravure par plasma ou par voie humide du film inhibiteur de polymérisation dépôt par la technique ALD, ou PEALD ou PAALD ou MALD d'une couche de TiN épaisse de 200 à 2000 A (17) ^ traitement de surface par technique de RTP sous atmosphère de N2:H2 à une température comprise entre 400 C et 1000 C ^ retrait et nettoyage par voie de plasma ou par voie humide du matériau inhibiteur de polymérisation ^ gravure de la couche isolante servant de moule en damascène (figure In) par une mixture à base de gaz AHF: N2:H2:IPA d'une forte sélectivité de 50:1 avec la couche de TiN et stopper par la couche d'arrêt de SiC É dépôt par la technique ALD ou PEALD ou PAALD ou MALD d'une couche de SiOxN1.x épaisse de 10 à 2000 A (18) servant de matériau de libération verticale de la cavité résonante avec les électrodes entrée et sortie ^ dépôt d'une couche isolante (19) servant de damascène pour la métallisation des électrodes entrée et sortie par une technique choisie parmi l'effet centrifuge (Spin-On Gel Deposition) ou par PECVD d'un matériau ou d'une pluralité de matériaux de permittivité effective comprise entre 1 et 3,9 et à base de silice afin de remplir l'intérieur de la cavité résonante en forme de U ^ planarisation par CMP de la couche isolante pour obtenir une surface plane jusqu'à la couche de SiOxN1_x (figure 1p) assurée au moyen d'un abrasif à base de klébosols de silice fumée ou de silice colloïdale suspendu dans un milieu basique composé d'au-moins NH4OH, lequel abrassif est dispersé à l'interface entre la surface du substrat pressé contre un tissu de mousse poreuse en polyuréthane type SUBA-IV de Shipley Rodel à titre d'exemple ou selon une autre technique CMP, le tissu est composé de pastilles d'oxyde de cérium collées à un tissu de polyester qui ont la même action de planarisation en concomitance avec l'action chimique de gravure par les ions OH- de HySiOx et donc l'arrachement de matière agglomérée ^ nettoyage de la surface par voie humide assurée par un bain dHF (acide fluorhydrique ultra dilué) ou par un bain de NH4OH:H2O4:H2O ou par un bain de dHF:03:C6H8O7:H2O pour retirer les sels d'abrassifs restés agglomérés en surface par un milieu au pH permettant d'avoir un potentiel Zeta de polarité identique aux sels utilisés pour le pontage lors de l'étape de CMP et dont l'action chimique aura un effet de gravure anisotropique afin d'éviter une rugosité élevée ^ Métallisation en aluminium selon la technique damascène se réalise par: o lithographie de l'image positive de damascènes utilisant le masque des électrodes entrée et sortie (20) o gravure de préférence sèche mais l'utilisation de procédés par voie humide à partir des mixtures diluées dans l'eau dé-ionisée à base de HF et de BHF (Bu ffered HF) le procédé pour graver est préférentiellement se fait à la suite d'une lithographie à travers le masque de résine par un procédé de gravure plasma d'ions réactifs dont la mixture de gaz employés est préférentiellement CHF3/CF4/N2/02 o Nettoyage à base de plasma ou par voie humide à partir de bain chimique ultra dilué composé d'une mixture de dHF:03:C6H8O7:H2O (21) o Dépôt par la technique PVD mais préférentiellement par ALD ou PEALD ou PAALD ou MALD d'une couche de TiN épaisse de 200 à 2000 A (22) o par la technique PVD ou par CVD ou par ALD ou PEALD ou PAALD ou MALD d'une couche de Al épaisse de 6000 à 65000 A (23) o planarisation par CMP de l'aluminium (24) déposé en dehors de la damascène servant de moule pour les électrodes entrée et sortie pour obtenir une surface plane jusqu'à la couche de SiOxN1_x assurée au moyen d'un abrasif à base de klébosols d'alumine colloïdale suspendu dans un milieu acide composé d'au- moins d'acide nitrique et de peroxyde d'hydrogène lequel abrassif est dispersé à l'interface entre la surface du substrat pressé contre un tissu de mousse poreuse en polyuréthane type ICI000 ou une mousse XARS1627 de Shipley Rodel à titre d'exemple ou selon une autre technique CMP, le tissu est composé de pastilles d'oxyde de cérium collées à un tissu de polyester qui ont la même action de planarisation en concomitance avec l'action chimique de gravure par les ions OH- de HySiOX et donc l'arrachement de matière agglomérée o nettoyage de la surface par voie humide assurée par une mixture de dHF:03:C6H8O7 pour retirer les sels d'abrassifs restés agglomérés en surface par un milieu au pH permettant d'avoir un potentiel Zeta de polarité identique aux sels utilisés pour le pontage lors de l'étape de CMP et dont l'action chimique aura un effet de gravure anisotropique afin d'éviter une rugosité élevée o Dépôt par la technique PVD (Pulverisation Vapor Deposition) mais préférentiellement par ALD ou PEALD ou PAALD ou MALD d'une couche de TiN épaisse de 500 à 500 A (25) ^ lithographie de l'image des électrodes entrée et sortie É gravure de la couche de passivation du métal des électrodes à savoir le film de TiN à travers le masque de résine du matériau isolant ^ retrait de la résine et nettoyage des résidus de gravure ^ libération de la structure intérieure de la cavité résonante qui a servi de protection pour la formation supérieure des électrodes entrée et sortie (26): o gravure de préférence sèche mais l'utilisation de procédés par voie humide à partir des mixtures diluées dans l'eau dé-ionisée à base de HF et de BHF (Buffered HF) le procédé pour graver est préférentiellement se fait à la suite d'une lithographie à travers le masque de résine par un procédé de gravure plasma d'ions réactifs dont la mixture de gaz employés est préférentiellement CHF3/CF4/N2/02 o gravure obligatoirement anisotrope de la couche ultra mince de SiOxN1_x épaisse de 10 à 2000 A (27)servant de matériau de libération verticale de la cavité résonante avec les électrodes entrée et sortie par une gravure soit: ^ par plasma de source TCP ou MORI d'ions réactifs dont la mixture de gaz employés est préférentiellement CH3CHF4/N2 ^ par AHF/N2/IPA dans un réacteur Excalibur du fabricant FSlnternational dont le ratio AHF/N2 permettra de faire la sélectivité avec la couche de TiN et avec la couche d'arrêt horizontale en SiC La cavité résonante est ainsi libérée mais selon les performances souhaitées en terme de bande passante autour de la résonance, il peut être procédé au retrait sélectif des couches protectrices de TiN entourant et protégeant la cavité résonante en forme de U constituée par l'alliage ALD de nano- matériaux de Bex01All_ZNZ. Cette étape de fabrication peut se faire soit par voie humide à partir d'une réaction de CARO d'un bain composé de de H2SO4:O3 mais d'une dilution de 1:100 à une température comprise entre 300C et 120 C soit par voie sèche de gravure par plasma d'ions réactifs composés de SF6. The formation of the resonant cavity is carried out by the following succession of steps: deposition of an insulating layer (12) serving as a damascene mold by PECVD or by Spin-On and by PECVD of a layer of a dielectric to Silica base thick from 6000 to 65000 A lithography of the damascene image etching through the resin mask of the insulating material removal of the resin and cleaning of the etching residues Deposit by the technique ALD or PEALD or PAALD or MALD of a thick TiN layer of 100 to 1500 A (13) E negative damascene image lithography using the damascene mask of the resonant cavity → etching of TiN through the negative resin mask (Figure 1 j) ^ CVD or centrifugal deposition of a PDMS or PMM-based material (Fig. 1k) ^ damascene positive image lithography using the damascene mask of the resonant cavity E plasma or wet etching of the polymerization-inhibiting filmhigh conformity deposition of the first nano-laminate of ALD alloy of Be, OyAlt N, of a thickness of between 30 and 200 A (14) by a technique chosen from ALD, PEALD, PAALD, MALD, RTALD and epitaxy depositing the second nano-laminated ALD alloy of Be.OyAlt_N (15) having a thickness of between 30 and 200 A by a technique chosen from ALD, PEALD, PAALD, MALD, RTALD and epitaxial growth. a thickness of between 30 and 200 A deposit of the third nano-laminate of AlD alloy of BeXOyAlt_zN, (16) with a thickness of between 30 and 200 A by a technique chosen from ALD, PEALD, PAALD, MALD, RTALD and epitaxial flash heat treatment with a duration of between 1 millisecond and 3000 milliseconds either by means of an excimer type LASER at a temperature between 400 C and 1200 C or by rapid thermal annealing called RTA (Rapid Thermal Annealing) or RTP (Rapid Thermal Processing) under the atmosphere of deuterium or deuterated gas or inert gas even a mixture N2: H2 at a temperature between 400 C and 10000C deposit by CVD or by centrifugal effect of a material based on PDMS or PMM (Figure 1m) lithography of the positive image of damascene using the damascene mask of the cavity resonant plasma or wet etching of the deposit polymerization inhibiting film by the ALD technique, or PEALD or PAALD or MALD of a thick TiN layer of 200 to 2000 A (17); surface treatment by RTP technique under N 2: H 2 atmosphere at a temperature between 400 ° C. and 1000 ° C. removal and plasma or wet cleaning of the polymerization inhibiting material; etching of the insulating layer serving as a damascene mold (FIG. based on AHF gas: N2: H2: IPA with a high selectivity of 50: 1 with the TiN layer and stop by the stop layer of SiC É deposit by the technique ALD or PEALD or PAALD or MALD of a layer of SiOxN1.x thick from 10 to 2000 A (18) serving as a material for vertical release of the resonant cavity with the input and output electrodes; deposition of an insulating layer (19) serving as damascene for the metallization of the input and output electrodes by a technique chosen from the centrifugal effect ( Spin-On Gel Deposition) or by PECVD of a material or a plurality of materials of effective permittivity between 1 and 3.9 and based on silica in order to fill the interior of the U-shaped resonant cavity. planarization by CMP of the insulating layer to obtain a flat surface up to the layer of SiOxN1_x (Figure 1p) provided by means of an abrasive based on kleososols fumed silica or colloidal silica suspended in a basic medium composed of less NH 4 OH, which abrasive is dispersed at the interface between the surface of the substrate pressed against a porous polyurethane foam fabric SUBA-IV type of Shipley Rodel by way of example or according to another CM technique P, the fabric is composed of cerium oxide pellets bonded to a polyester fabric which have the same planarization action in concomitance with the chemical action of etching by OH- ions of HySiOx and therefore the tearing of agglomerated material cleaning of the wet surface with an ultra-dilute hydrofluoric acid bath or NH4OH: H2O4: H2O bath or with a dHF: 03: C6H8O7: H2O bath to remove the agglomerated abrasive salts at the surface by a medium at pH that makes it possible to have a Zeta potential of identical polarity to the salts used for bridging during the CMP stage and whose chemical action will have an anisotropic etching effect in order to avoid a high roughness Aluminum metallization according to the damascene technique is carried out by: o lithography of the damascene positive image using the mask of the input and output electrodes (20) o preferably dry etching but the use of humi methods From the diluted mixtures in deionized water based on HF and BHF (Bu ffered HF) the process for etching is preferably done following a lithography through the resin mask by a method of plasma etching of reactive ions whose gas mixture is preferably CHF3 / CF4 / N2 / 02 o Plasma-based or wet-cleaning from ultra-diluted chemical bath composed of a mixture of dHF: 03: C6H8O7: H2O (21) o Deposition by PVD technique but preferably by ALD or PEALD or PAALD or MALD of a thick TiN layer of 200 to 2000 A (22) o by PVD technique or by CVD or by ALD or PEALD or PAALD or MALD with a thick Al layer of 6000 to 65000 A (23) o CMP planarization of the aluminum (24) deposited outside the damascene serving as a mold for the input and output electrodes to obtain a flat surface up to to the layer of SiOxN1_x ensured by means of an abrasive based on klebosols colloidal alumina suspended in an acid medium composed of at least nitric acid and hydrogen peroxide which abrasive is dispersed at the interface between the substrate surface pressed against a porous polyurethane foam fabric type ICI000 or XARS1627 foam from Shipley Rodel, by way of example or according to another CMP technique, the fabric is composed of cerium oxide pellets bonded to a polyester fabric which have the same planarization action in concomitant with the chemical action of etching by the OH- ions of HySiOX and thus the tearing of agglomerated material o cleaning of the surface wet provided by a mixture of dHF: 03: C6H8O7 to remove the abrassive salts remained agglomerated on the surface by a medium at pH allowing to have a Zeta potential of polarity identical to the salts used for bridging during the CMP stage and whose chemical action will have an anisotropic etching effect in order to avoid a high roughness o Deposition by the PVD technique (Pulverization Vapor Deposition) but preferentially by ALD or PEALD or PAALD or MALD of a thick TiN layer of 500 to 500 A (25) lithography of the image of the electrodes input and output É gravure de the metal passivation layer of the electrodes, namely the TiN film through the resin mask of the insulating material, removing the resin and cleaning the etching residues; releasing the internal structure of the resonant cavity which served as protection for the the upper formation of the inlet and outlet electrodes (26): o preferably dry etching but the use of wet processes from diluted mixtures in deionized water based on HF and BHF (Buffered HF). method for etching is preferably done following lithography through the resin mask by a method of plasma etching reactive ions whose gas mixture is preferably used Normally CHF3 / CF4 / N2 / 02 o necessarily anisotropic etching of the ultra thin layer of SiOxN1_x thick from 10 to 2000 A (27) serving as a vertical release material of the resonant cavity with the input and output electrodes by etching either: by source plasma TCP or MORI reactive ions whose gas mixture is preferably used CH3CHF4 / N2 ^ by AHF / N2 / IPA in an Excalibur reactor manufacturer FSlnternational whose ratio AHF / N2 will make the selectivity with the layer The resonant cavity is thus released, but depending on the desired performance in terms of bandwidth around the resonance, selective removal of the protective layers of TiN surrounding and protecting the cavity can be carried out. resonant U-shaped formed by the ALD alloy of nano-materials Bex01All_ZNZ. This manufacturing step can be done either wet from a CARO reaction of a bath composed of H2SO4: O3 but a dilution of 1: 100 at a temperature between 300C and 120 C or by Dry plasma etching reactive ions composed of SF6.
Le principal intérêt technologique de cette technique de fabrication du nano-résonateur en structure verticale avec comme source de vibration une cavité résonante en forme de U réside dans la libération de la structure n'entraînant aucun effet de capillarité et donc de collage de structure vibrante au métal, ce qui accroît la fiabilité et permet un plus large choix d'encapsulation. De plus le matériau utilisé pour former la cavité résonante en forme de U est une nanostructure composée de nano-laminé d'alliages ALD de nano-matériaux de BexOYAlt_ZN, qui est très peu sensible à l'oxydation par l'air à une température inférieure à 600 C. The main technological advantage of this technique of manufacturing the nano-resonator in vertical structure with a U-shaped resonant cavity as vibration source lies in the release of the structure causing no effect of capillarity and thus of vibrating structure bonding to the structure. metal, which increases reliability and allows a wider choice of encapsulation. In addition, the material used to form the U-shaped resonant cavity is a nanostructure composed of nano-laminated ALD alloys of nano-materials of BexOYAlt_ZN, which is very insensitive to oxidation by air at a lower temperature. at 600 C.
L'étape finale de fabrication consiste à encapsuler le nano-résonateur par un collage d'un substrat (28) comme le silicium, l'alumine ou du SOI sur lequel des connexions métalliques sont constituées afin de faire ressortir les connexions dans le boîtier de packaging du dispositif. L'encapsulation se fait par collage substrat-substrat et dont la méthode de collage peut se faire par: ^ collage moléculaire ^ collage eutectique d'alliage ^ collage par une résine d'epoxie ou autres polymères ^ collage anodique L'encapsulation permet de soumettre la cavité résonante sous atmosphère contrôlé de d'azote, d'hélium, d'argon, d'hydrogène, d'air ou de vide à une pression comprise entre 1 .Torr à 100 mTorr (milli Torr). The final manufacturing step is to encapsulate the nano-resonator by bonding a substrate (28) such as silicon, alumina or SOI on which metal connections are made to bring out the connections in the housing. packaging of the device. The encapsulation is done by bonding substrate-substrate and whose method of bonding can be done by: ^ molecular bonding ^ eutectic bonding of alloy ^ bonding by an epoxy resin or other polymers ^ anodic bonding Encapsulation makes it possible to submit the resonant cavity under a controlled atmosphere of nitrogen, helium, argon, hydrogen, air or vacuum at a pressure of between 1. Torr at 100 mTorr (milli Torr).
Le nano-résonateur ainsi formé peut être fabriqué selon deux modèles de conception à savoir: É Cavité résonante en forme de cylindre creux de profile vertical et de base polygonale de forme carrée 20 ou rectangulaire ou de polygone comme la vue de dessus le montre à la figure 2: cette base est dite polygonale ^ Cavité résonante en forme de cylindre creux de profile vertical et de base hémisphérique de forme ronde ou elliptique ou ovoïdale comme la vue de dessus le montre à la figure 3: cette base est dite hémisphérique La cavité résonante est de forme d'un cylindre creux de profile vertical dont la partie longitudinale est systématiquement dans le plan vertical par rapport au plan des transistors et des connexions ou des électrodes. La cavité résonante en forme de cylindre creux par son profile vertical peut être constituée comme base du cylindre creux soit d'une base polygonale, soit d'une base hémisphérique. The nano-resonator thus formed can be manufactured according to two design models namely: Cavity resonant hollow cylinder shaped vertical profile and polygonal base of square or rectangular 20 or polygon as the top view shows it to the FIG. 2: this base is polygonal. Cavity resonant in the form of a hollow cylinder with a vertical profile and a hemispherical base of round or elliptical or ovoid shape, as seen from above in FIG. 3: this base is called a hemispherical base. The resonant cavity is in the form of a vertical profile hollow cylinder whose longitudinal portion is systematically in the vertical plane relative to the plane of the transistors and connections or electrodes. The hollow cavity in the form of hollow cylinder by its vertical profile may be formed as the base of the hollow cylinder is a polygonal base, or a hemispherical base.
La cavité résonante de forme cylindrique de profile vertical et de base dite polygonale se caractérise en ce que le nano-résonateur est constitué d'une cavité résonante de forme d'un cylindre creux de profile vertical en U dont la hauteur des parois verticales intérieures du cylindre creux (29) est comprise entre 1000 A et 100000 A et de forme carrée ou rectangulaire ou polygonale à la base du cylindre vertical dont les parois verticales intérieures sont espacées d'une distance comprise entre 500 A et 100000 A et dont les parois sont épaisses de 10 A à 10000 A et dont la base est encrée et isolée dans un matériau diélectrique et isolant par rapport aux électrodes entrée et sortie des signaux qui entourent la cavité résonante et la cavité résonante est séparée des électrodes supérieures entrée et sortie par un milieu qui est sous atmosphère contrôlé de d'azote, d'hélium, d'argon, d'hydrogène, d'air ou de vide à une pression comprise entre 1 Torr à 100 mTorr dont la distance de séparation entre les électrodes supérieures (entrée et sortie) et les parois verticales extérieures de la cavité résonante cylindrique (31) est comprise entre 5 A à 1000 A et dont l'intérieur de la cavité résonante de forme cylindrique est sous atmosphère contrôlé d'azote, d'hélium, d'argon, d'hydrogène, d'air ou de vide à une pression comprise entre 1liTorr à 100 mTorr. Les surfaces en regard des électrodes entrée et sortie entourant le cylindre creux en forme de U de profile vertical sont séparées par une distance (30) comprise entre 200 A à 20000 A. La cavité résonante cylindrique de profile vertical et de base dite hémisphérique se caractérise en ce que le nanorésonateur est constitué d'une cavité résonante de forme d'un cylindre creux de profile vertical en U dont la hauteur des parois verticales intérieures du cylindre creux (34) est comprise entre 1000 A et 100000 A et de forme circulaire ou ronde ou elliptique ou ovoïdale à la base du cylindre vertical dont les parois verticales intérieures sont espacées d'une distance comprise entre 500 A et 100000 A et dont les parois sont épaisses de l0 A à 10000 A (35) et dont la base est encrée et isolée dans un matériau diélectrique et isolant par rapport aux électrodes entrée et sortie des signaux qui entourent la cavité résonante et la cavité résonante est séparée des électrodes supérieures entrée et sortie par un milieu qui est sous atmosphère contrôlé de d'azote, d'hélium, d'argon, d'hydrogène, d'air ou de vide à une pression comprise entre 1 Torr à 100 mTorr dont la distance de séparation entre les électrodes supérieures (entrée et sortie) et les parois verticales extérieures de la cavité résonante cylindrique (33) est comprise entre 5 A. à 1000 A et dont l'intérieur de la cavité résonante de forme cylindrique est sous atmosphère contrôlé de d'azote, d'hélium, d'argon, d'hydrogène, d'air ou de vide à une pression comprise entre 1 Torr à 100 mTorr. Les surfaces en regard des électrodes entrée et sortie entourant le cylindre creux en forme de U de profile vertical (32) sont séparées par une distance comprise entre 200 A à 20000 A. Un modèle de nano-résonateur peut se définir par: Cavité résonante de forme cylindrique de profile vertical constitué d'un cylindre creux aux parois constituées de Be,OyAh_,N, épaisses de 300 A et séparées d'électrodes entrée et sortie constituées en Al-Si(1%) d'une distance de 50 A et d'une base du cylindre creux en forme d'ellipse ayant comme rayons R' et R" dont les valeurs sont 1000 A et 20000 A et d'une hauteur totale de la cavité résonante de 10000 A. 30 35 The resonant cavity of cylindrical shape with a vertical profile and a so-called polygonal base is characterized in that the nano-resonator consists of a resonant cavity of the form of a vertical U-shaped hollow cylinder whose height of the internal vertical walls of the hollow cylinder (29) is between 1000 A and 100000 A and of square or rectangular or polygonal shape at the base of the vertical cylinder whose inner vertical walls are spaced apart by a distance between 500 A and 100000 A and whose walls are 10 A to 10000 A thick and whose base is inked and insulated in a dielectric material and insulating with respect to the input and output electrodes of the signals surrounding the resonant cavity and the resonant cavity is separated from the upper electrodes input and output by a medium which is under a controlled atmosphere of nitrogen, helium, argon, hydrogen, air or vacuum at a pressure of between 1 Torr 100 mTorr whose separation distance between the upper electrodes (input and output) and the outer vertical walls of the cylindrical resonant cavity (31) is between 5 A to 1000 A and the inside of the cylindrical resonant cavity is under a controlled atmosphere of nitrogen, helium, argon, hydrogen, air or vacuum at a pressure of between 1 μTorr and 100 mTorr. The facing surfaces of the inlet and outlet electrodes surrounding the U-shaped hollow cylinder of vertical profile are separated by a distance (30) of between 200 A and 20000 A. The cylindrical resonant cavity of vertical profile and hemispherical base is characterized in that the nanoresonator consists of a resonant cavity of the form of a vertical U-shaped hollow cylinder whose height of the inner vertical walls of the hollow cylinder (34) is between 1000 A and 100000 A and circular in shape or round or elliptical or ovoidal at the base of the vertical cylinder, the inner vertical walls of which are spaced 500 A to 100000 A apart and whose walls are thick from 10 A to 10000 A (35) and whose base is inked and insulated in a dielectric material and insulating with respect to the input and output electrodes of the signals surrounding the resonant cavity and the resonant cavity is separated e upper electrodes input and output by a medium that is under a controlled atmosphere of nitrogen, helium, argon, hydrogen, air or vacuum at a pressure between 1 Torr to 100 mTorr whose separation distance between the upper electrodes (inlet and outlet) and the outer vertical walls of the cylindrical resonant cavity (33) is between 5 A. to 1000 A. and the inside of the cylindrical resonant cavity is in a controlled atmosphere nitrogen, helium, argon, hydrogen, air or vacuum at a pressure of 1 Torr to 100 mTorr. The facing surfaces of the input and output electrodes surrounding the U-shaped hollow cylinder of vertical profile (32) are separated by a distance of between 200 A and 20000 A. A nano-resonator model can be defined as: Resonant cavity of cylindrical shape of vertical profile consisting of a hollow cylinder with walls consisting of Be, OyAh_, N, 300 A thick and separated from input and output electrodes consisting of Al-Si (1%) with a distance of 50 A and a base of the ellipse-shaped hollow cylinder having R 'and R "as radii having a value of 1000 A and 20000 A and a total height of the resonant cavity of 10000 A.
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