Du Liban à Grenoble : un parcours guidé par la curiosité scientifique
Originaire du Liban, Georges Al Hoyek a commencé ses études en physique fondamentale dans son pays natal avant de poursuivre un master 2 en nanosciences et nanotechnologies à Rennes. Ce parcours académique, à la croisée de la physique, de la chimie et de la microélectronique, l'a naturellement conduit vers une thèse au CEA-Leti.
S'il a choisi le Leti, c'est à la fois pour sa réputation d'excellence en France et en Europe, et pour son positionnement semi-industriel :
« Je voulais travailler dans un environnement à la fois académique et proche du monde industriel. Le Leti représente parfaitement cet équilibre » précise-t-il.
Georges a présenté son papier « Hydrochloric acid treatment of InP surfaces in N2-controlled atmosphere » lors d'UCPSS, un événement international majeur dédié aux procédés de fabrication ultra propres, remportant le prix du meilleur papier étudiant. Il garde un souvenir fort de cette expérience :
« C'était impressionnant de pouvoir échanger avec des experts de Sony, Samsung ou encore des chercheurs venus des États-Unis et d'Asie. Ces discussions donnent une vraie perspective à notre travail. »
Un papier centré sur la fonctionnalisation des surfaces d’InP
Le sujet de recherche de Georges porte sur la fonctionnalisation des surfaces d'InP (phosphure d'indium), un semi-conducteur alternatif au silicium, particulièrement prometteur pour ses propriétés optiques et électroniques. Cependant, son utilisation en microélectronique est entravée par un obstacle majeur : la formation spontanée d'une couche d'oxyde et de contaminants organiques à la surface du matériau.
L'objectif de ses travaux est donc de développer un protocole efficace de désoxydation dans le cadre du “wet cleaning", une étape clé pour la préparation des surfaces avant une intégration dans les dispositifs microélectroniques.
« On cherche à comprendre d'où vient cette oxydation et comment la contrôler pour obtenir une surface la plus propre et la plus stable possible » explique-t-il.
Pour mener à bien son étude, Georges a mis au point et optimisé un dispositif expérimental spécifique monté par le LTM (plateforme IMPACT) et combinant une boîte à gants avec un système d'analyse pARXPS 300mm connectés entre eux par un système de transfert sous vide. Ainsi, Il compare les effets d'un traitement en chimie humide réalisé sous deux atmosphères : à l'air et sous azote (N2) , suivi d'un transfert à l'air et sous vide respectivement, afin d'évaluer l'impact de l'environnement sur l'oxydation.
Grâce à la technique pARXPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy en résolution angulaire parallèle), il analyse la composition chimique des couches d'extrême surface avec une grande précision. Les observations effectuées post-traitement en chimie humide sous azote suivi d'un transfert sous vide, montrent l'efficacité de ce traitement à éliminer les oxydes de la surface de l'InP, tandis qu'un substrat InP traité et transféré à l'air libre entraîne une réoxydation rapide. Il a également étudié la cinétique de réoxydation de la surface InP, démontrant qu'une exposition à l'air dans un délai égal ou inférieur à une minute d'un substrat InP déjà traité empêche toute réoxydation significative de sa surface.
Des résultats prometteurs pour la microélectronique du futur
Ces travaux ont des applications directes pour la microélectronique avancée, notamment dans le cadre de la photonique sur silicium et des intégrations Die-to-Wafer, qui explorent des substrats alternatifs au silicium.
Georges ajoute que « nos protocoles pourraient être étudiés sur d'autres matériaux et intégrés dans les étapes de fabrication des futurs dispositifs opto-électroniques. »
À terme, les résultats pourraient également servir au collage de plaques InP ou à la fabrication de prototypes de transistors utilisant des matériaux alternatifs comme l'InP.