Soutenance de thèse de HERMET Cédric

Résumé de la thèse

Dans l'industrie des semi-conducteurs, l'optimisation des performances électriques lors des tests est cruciale pour garantir la fiabilité des dispositifs. Le contact électromécanique entre les cartes à pointes MEMS verticales et les pillar bump pendant les tests de tri électrique des wafers (EWS) constitue un domaine d'étude significatif. La littérature précédente a mis en évidence les défis associés à la résistance de contact (CRES) et à la contamination de surface, nécessitant une enquête ciblée sur ces phénomènes pour améliorer la précision et la fiabilité des tests.
La recherche a employé une combinaison d'approche théorique et d'essais expérimentaux pour étudier les mécanismes de contact électromécaniques. Le modèle de Holm a été utilisé pour comprendre les aspects théoriques de la résistance de contact. Les études expérimentales ont impliqué la variation des paramètres de test et des caractéristiques de la carte à pointes. Des équipements de caractérisation avancés ont été utilisés pour analyser les propriétés physiques et chimiques de la surface des pointes et des pillar bump. Des analyses statistiques ont été effectuées pour interpréter les données collectées à partir de plusieurs tests résultant en cycles de contact à température ambiante.
L'enquête a révélé que le conditionnement initial des pointes avec des films abrasifs plus fins menait à des surfaces de pointe plus lisses diminuant la charge de contamination et favorisant un contact glissant pour une résistance de contact plus faible. De plus, les variations d'intensité de courant n'affectent pas la résistance de contact, les courants plus élevés favorisent légèrement la stabilité du système. Aussi, l'interface mécanique et le mécanisme de contact se sont montrés robustes contre l'échauffement de matière et les variations de tension. L'étude a enfin souligné l'importance de la force de contact induite par la longueur de la pointe, en particulier la longueur libre de la pointe (FTL), pour maintenir un contact rigide et des interactions stables avec une résistance de contact minimale. Dans l'ensemble, les résultats expérimentaux ont montré que la charge de contamination accumulée n'affectait pas significativement la résistance de contact. Cela suggère deux choses : les conditions de test statiques peuvent ne pas simuler pleinement les environnements de production, et la contamination n'est pas le seul facteur déterminant la résistance de contact.
La thèse a mis en évidence des paramètres critiques tels que la force de contact, la longueur de la pointe et la rugosité de surface dans la détermination de la résistance de contact et des phénomènes de contamination. Les résultats suggèrent que les fabricants de cartes à pointes et de puces peuvent améliorer les performances des tests en optimisant la conception et le conditionnement des pointes et des interconnexions métalliques. Bien que les résultats fournissent des informations précieuses sur la performance électromécanique des contacts de test, une enquête plus approfondie dans des conditions de test dynamiques est recommandée pour comprendre pleinement l'impact de la contamination sur la résistance de contact. Ces informations pourraient mener à des processus de maintenance améliorés et des protocoles de test dans la fabrication de semi-conducteurs.