Etude numérique et expérimentale des phénomènes de fissuration dans les architectures avancées de la microélectronique

Depuis leur creation, les circuits integres sont en constante amelioration et tendent a une miniaturisation et une integration de plus en plus en forte des composants. Suivant cette tendance, les faibles proprietes mecaniques des nouveaux materiaux implementes couples aux nombreuses sollicitations thermomecaniques que subit le circuit-integre lors de sa fabrication augmentent significativement les risques de defaillance generale. Des phenomenes de fissuration sont ainsi couramment observes. Les objectifs de cette these sont d��ameliorer la comprehension et la prediction de ces defaillances. Dans un premier temps, un travail de developpement de methodologie (numerique et experimentale) est mene. L’amelioration de la predictivite de la modelisation passe tout d’abord par l’utilisation d’un critere de defaillance pertinent : une reflexion et une comparaison sur un cas pratique entre differents outils sont ainsi menees dans le chapitre II. Les proprietes materiaux, notamment l’adhesion interfaciale, jouent aussi un role fondamental sur la validite des resultats de simulation et doivent etre caracterisees avec precision. Dans ce but, la methode experimentale de Cross-Sectional Nanoindentation est developpee dans le chapitre III. Cette derniere est aussi utilisee sur des structures de pad pour etudier leur comportement en presence de fissure. Enfin, dans un objectif de correlation simulation/experimentale, la pertinence de la tomographie X comme methode non destructive d’analyse de defaillance en microelectronique est etudiee (chap. III). Dans un second temps, une etude complete (analyse de defaillance, simulation et implementation de solutions) sur un cas typique de defaillance de produit a ete realisee dans le chapitre IV. Dans ce cadre, differentes methodes analytiques, numeriques et experimentales sont mises en œuvre de facon pratique. Ces travaux mettent au final en lumiere certaines specificites et caracteristiques des phenomenes de rupture en microelectronique.