François Schiettekatte
Défauts d'implantation dans les semiconducteurs
- Professeur titulaire
-
Faculté des arts et des sciences - Département de physique
Complexe des sciences, local B-4419
Médias
Regroupement québécois des matériaux de pointe
François Schiettekatte est directeur adjoint du Regroupement québécois des matériaux de pointes (RQMP).
©RQMP
Portrait
Expertise de recherche
L'implantation ionique est une technique qui permet de modifier la surface des matériaux en y injectant des atomes à la profondeur désirée, et en quantité précise. Elle est largement utilisée pour le dopage des semiconducteurs lors de la fabrication de circuits intégrés à très haute échelle (VLSI). Étant un phénomène fortement hors-équilibre (les atomes incidents ont typiquement des énergies des millions de fois plus élevées que celle des atomes du matériau) l'implantation génère souvent, à l'échelle atomique, de nouvelles structures qui peuvent, selon le cas, être exploitées pour améliorer les performances de matériaux de haute technologie, ou constituer un problème à contourner.
Par exemple, pendant le dopage, l'implantation engendre des défauts dans les semiconducteurs en déplaçant des atomes du cristal, ce qui est néfaste pour les circuits intégrés. Si le nombre de défauts n'est pas trop élevé, le dommage pourra être corrigé par recuit thermique et le dopant activé. Toutefois, si la densité de défauts dépasse un certain seuil, des dommages permanents apparaîtront dans le matériau et peuvent rendre inutilisables les dispositifs.
À l'inverse, l'implantation ionique génère des défauts qui peuvent être utilisés pour modifier les matériaux. En effet, l'implantation permet de créer, près de la surface, des défauts qui peuvent par la suite diffuser dans le matériau et modifier la composition de couches enfouies par interdiffusion. On peut ainsi changer la longueur d'onde d'émission de puits ou points quantiques et les propriétés de couches magnétiques.
Les faisceaux d'ions permettent en outre de mesurer de façon quantitative et extrêmement sensible la distribution en profondeur des atomes dans un matériau. Nous disposons dans nos laboratoires de plusieurs techniques d'analyse par faisceaux d'ions, notamment la Détection de Reculs Élastiques (ERD), technique inventée dans nos laboratoires dans les années 70, ainsi que l'analyse par Spectrométrie de Rétrodifussion Rutherford (RBS), la canalisation (RBS channeling) et l'Analyse par Réactions Nucléaires Résonnantes (NRRA).
Biographie
François Schiettekatte fait partie du groupe de matière condensée du département de physique de l'Université de Montréal. Il est entre autres spécialiste en analyse et modification des matériaux par faisceaux d'ions et en mesure de l’évolution thermique des nanostructures par nanocalorimétrie. Il est co-directeur du Groupe de recherche en physique et technologie des couches minces (31 professeurs, 200 personnes au total). Expert régulièrement invité dans des conférences internationales, il a fait partie de différents comités internationaux notamment auprès de l’AIEA.
Pour en savoir plus…
- 09-09-2015 Les laboratoires insolites de l’UdeM
- 01-01-2015 - Octroi de plus de 26 M$ pour la recherche à l'UdeM
- 02-06-2014 - Ma fenêtre est une centrale électrique!
- 04-09-2013 - Une seconde
- 03-09-2010 - Montréal hôte de l’International Conference on Ion Beam Modification of Materials
- 03-09-2008 - Mesurer la chaleur libérée par des nanocristaux
Affiliations et responsabilités
Affiliations de recherche
Unités de recherche
Directeur adjoint
Membre
Enseignement et encadrement
Enseignement
Cours siglés (session en cours uniquement)
- PHY-2215 – Physique thermique et statistique
- PHY-6918 – Concepts de radioprotection pour le génie clinique
Programmes
- 119010 – Baccalauréat en mathématiques
- 119210 – Baccalauréat en mathématiques et physique
- 119210 – Baccalauréat en mathématiques et physique
- 120010 – Baccalauréat en physique
- 120020 – Majeure en physique
- 120040 – Mineure en physique
- 120510 – Baccalauréat en physique et informatique
- 120510 – Baccalauréat en physique et informatique
- 196710 – Programme d'accueil en sciences
- 253510 – Maîtrise en génie biomédical
- 320010 – Doctorat en physique
Encadrement
Thèses et mémoires dirigés (dépôt institutionnel Papyrus)
Simulation des mécanismes de dissipation mécanique interne du silicium amorphe
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Synthèse de couches optiques par co-dépôt pour les miroirs de LIGO
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Caractérisation et optimisation des paramètres physiques du Ta₂O₅ affectant le facteur de qualité de miroirs diélectriques
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Relaxation et cristallisation du verre mou de chalcogénure Ge2Sb2Te5 après impact d’ions lourds à basse énergie
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Évolution des défauts dans les fibres optiques irradiées
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Effets des recuits ultra-rapides (10^5 K/s) sur la formation des siliciures métalliques en phase solide
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
Origine de la réduction de la durée de vie des photoporteurs dans le InGaAsP implanté à basse température
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Mécanismes de recuit dans le silicium implanté par faisceau d’ion caractérisés par nanocalorimétrie
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
Structures photoniques à base de nanocristaux de silicium
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Synthèse de couches ultra-minces de siliciures sur silicium cristallin et endommagé étudiée par microscopie et profilométrie en profondeur
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Étude de phase des systèmes Ni/Si-endommagé et Ni/a-Si, par XRD résolue en temps et nanocalorimétrie
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Étude de l'évolution thermique du dommage d'implantation dans le silicium par nanocalorimétrie
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
Relaxation du silicium amorphe étudiée par nanocalorimétrie
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Projets
Projets de recherche
Regroupement québécois sur les matériaux de pointe (RQMP)
Relaxation, friction interne et ondes gravitationnelles
Plateforme d'iinovation en procédés plasma avec caractérisation in-plasma des matériaux et nanomatériaux
Relaxation, friction interne et ondes gravitationnelles
Contrôle des contraintes mécaniques résiduelles dans les revêtements optiques: de leurs origine aux applications avancées
Regroupement québécois sur les matériaux de pointe ( RQMP )
Electron microscopy analysis of (nano)materials with environmental, biological and industrial importance
CALCUL QUEBEC
EVOLUTION OF NANOSCALE GLASSES
Bourse de stage international - Mané Seck / Regroupement québécois sur les matériaux de pointe ( RQMP )
Bourse de stage international - Megan Cowie / Regroupement québécois sur les matériaux de pointe ( RQMP )
Supplément COVID-19 CRSNG_EVOLUTION OF NANOSCALE GLASSES
Regroupement québécois sur les matériaux de pointe (RQMP) Hosted by McGill 2017-2021
Plateforme d'iinovation en procédés plasma avec caractérisation in-plasma des matériaux et nanomatériaux
Regroupement québécois sur les matériaux de pointe
DEVELOPMENT OF GERMANIUM FIBER BRAGG GRATINGS AND ER-DOPED FIBER AMPLIFIERS FOR OPERATION IN HARSH ENVIRONMENTS
REGROUPEMENT QUEBECOIS SUR LES MATERIAUX DE POINTE (RQMP)
DETECTEURS TERAHERTZ A BASE D'INGAASP ET SYSTÈME D'IMAGERIE THZ EN CHAMP PROCHE
REGROUPEMENT STRATEGIQUE - REGROUPEMENT QUEBECOIS SUR LES MATERIAUX DE POINTE (RQMP)
REGROUPEMENT QUEBECOIS SUR LES MATERIAUX DE POINTE - RQMP
DETECTEURS TERAHERTZ A BASE D'INGAASP ET SYSTÈME D'IMAGERIE THZ EN CHAMPS PROCHE
CANADIAN CHARGED PARTICLE ACCELERATOR CONSORTIUM (CCPAC)
DEVELOPING METHODS OF ULTRATHIN FILMS CHARACTERISATION: NANOCALORIMETRY AND ION BEAM ANALYSIS
GROUPE DE RECHERCHE EN PHYSIQUE ET TECHNOLOGIE DES COUCHES MINCES (GCM) - INSTALLATION CENTRALE POUR LA FABRICATIONET LA CARACTERISATION DES MATERIAUX ET DISPOSITIFS DE POINTE
DEVELOPING METHODS OF ULTRATHIN FILMS CHARACTERISATION: NANOCALORIMETRY AND ION BEAM ANALYSIS
ALUMINUM ADHESION OF POLYETHYLENE TEREPHTHALATE
Rayonnement
Publications et communications
Publications
Articles publiés ou acceptés
- L.K. Béland, Y. Anahory, D. Smeets, M. Guihard, P. Brommer, J.-F. Joly, J.-C. Pothier, L.J. Lewis, N. Mousseau, F. Schiettekatte, Replenish and Relax: Explaining Logarithmic Annealing in Ion-Implanted c-Si, Phys. Rev. Lett. 111 (2013) 105502
- P. Turcotte-Tremblay, M. Guihard, S. Gaudet, M. Chicoine, C. Lavoie, P. Desjardins, F. Schiettekatte, Thin film Ni-Si solid-state reactions: Phase formation sequence on amorphized Si, J. Vac. Sci. Technol. B 31 (2013) 051213
- F. Schiettekatte, Tails, Nucl. Instrum. Meth. B, revised version submitted (2013/11)
- A. Fekecs, M. Chicoine, B. Ilahi, F. Schiettekatte, P.G. Charette, R. Ares, Towards semi-insulating InGaAsP/InP layers by post-growth processing using Fe ion implantation and rapid thermal annealing, J. Phys. D: Appl. Phys 46 (2013) 165106
- M. Molina-Ruiz, A. F. Lopeandía, M. González-Silveira, Y. Anahory, M. Guihard, G. Garcia, M. T. Clavaguera-Mora, F. Schiettekatte, J. Rodríguez-Viejo, Formation of Pd2Si on single-crystalline Si (100) at ultrafast heating rates: An in-situ analysis by nanocalorimetry, Appl. Phys. Lett. 102(2013) 143111
- A. Fekecs, M. Bernier, D. Morris, M. Chicoine, F. Schiettekatte, P. Charette, and R. Arès, Fabrication of high resistivity cold-implanted InGaAsP photoconductors for efficient pulsed terahertz devices, Optical Materials Express 1 (2011) 1165
- M. Mayer, W. Eckstein, H. Langhuth, F. Schiettekatte, U. von Toussaint, Computer Simulation of Ion Beam Analysis: Possibilities and Limitations. Nucl. Instrum. Meth. B 269 (2011) 3006
- J.-C. Pothier, F. Schiettekatte, L.J. Lewis, Flowing damage in ion-implanted amorphous silicon, Phys. Rev. B 83 (2011) 235206
- L. Hu, L. de la Rama, M. Efremov, Y. Anahory, F. Schiettekatte, L. H. Allen, Leslie, Synthesis and Characterization of Single-Layer Silver-Decanethiolate Lamellar Crystals, J. Amer. Chem. Soc. 133 (2011) 4367
- Y. Anahory, M. Guihard, D. Smeets, R. Karmouch, F. Schiettekatte, Ph. Vasseur, P. Desjardins, Liang Hu, L.H. Allen, E. Leon-Gutierrez, J. Rodriguez-Viejo, Fabrication, characterization and modeling of single-crystal thin film calorimeter sensors, Thermochim. Acta 510 (2010) 126.
- H. Kallel N. Mousseau, F. Schiettekatte, Evolution of the Potential-Energy Surface of Amorphous Silicon Phys. Rev. Lett. 105 (2010) 045503.
- D. Barba, D. Koshel, F. Martin, G.G. Ross, M. Chicoine, F. Schiettekatte, M. Yedji, J. Demarche, G. Terwagne, Silicon nanocrystal synthesis by implantation of natural Si isotopes, J. Luminescence 130 (2010) 669.
- R. Kumaran, S.E. Webster, S. Penson, W. Li, T. Tiedje, P. Wei, F. Schiettekatte, Epitaxial neodymium-doped sapphire films, a new active medium for waveguide lasers, Optics Lett. 34 (2009) 3358.
- O. Moutanabbir, YJ. Chabal, M. Chicoine, S. Christiansen, R. Krause-Rehberg, F. Schiettekatte, R. Scholz, O. Seitz, S. Senz, F. Süßkraut, U. Gösele, Mechanisms of ion-induced GaN thin layer splitting, Nucl. Instr. Meth. B267 (2009) 1264.
- M. Guihard, P. Turcotte-Tremblay, S. Gaudet, C. Coia, S. Roorda, P. Desjardins, C. Lavoie, F. Schiettekatte, Controlling nickel silicide phase formation by Si implantation damage, Nucl. Instr. Meth. B267 (2009) 1285.
- J.-F. Desjardins, M. Chicoine, F. Schiettekatte, D. Barba, F. Martin, G.G. Ross, Impact of Ni co-implantation on Si nanocrystals formation and luminescence, Nucl. Instr. Meth. B267 (2009) 1317.
- I.B. Radovic, M. Jaksic, F. Schiettekatte, Technique for sensitive carbon depth profiling in thin samples using C-C elastic scattering, 24 (2009) 194.
- F. Schiettekatte, Fast Monte Carlo for Ion Beam Analysis Simulations, Nucl. Instr. Meth. B266 (2008) 1880.
- C. Dion, P. Desjardins, F. Schiettekatte, M. Chicoine, M. D. Robertson, N. Shtinkov, P. J. Poole, X. Wu, S. Raymond, Vacancy-mediated intermixing in InAs/InP(001) quantum dots subjected to ion implantation, J. Appl. Phys. 104, (2008) 043527.
- O. Moutanabbir, R. Scholz, S. Senz, U. Gösele, M. Chicoine, F. Schiettekatte, F. Süßkraut, R. Krause-Rehberg, Microstructural evolution in H ion induced splitting of freestanding GaN, Appl. Phys. Lett. 93 (2008) 031916
- P.J. Simpson, A.P. Knights, M. Chicoine, K. Dudeck, O. Moutanabbir, S.Ruffell, F. Schiettekatte, B. Terreault, Thermal evolution of defects produced by implantation of H, D and He in Silicon, App. Surf. Sci. 255 (2008) 63.
- N. Desrosiers, A. Giguère, B. Terreault, M. Chicoine, F. Schiettekatte, Implantation effects of low energy H and D ions in germanium at -120 °C and room temperature. Nucl. Instr. Meth. B266 (2008) 1880
- C. Dion, P. Desjardins, N. Shtinkov, F. Schiettekatte, P. J. Poole, and S. Raymond, Effects of grown-in defects on interdiffusion dynamics in InAs/InP(001) quantum dots subjected to rapid thermal annealing, J. Appl. Phys. 103 (2008) 083526
- C. Dion, P. Desjardins, N. Shtinkov, M. D. Robertson, F. Schiettekatte, P. J. Poole, S. Raymond, Intermixing during growth of InAs self-assembled quantum dots in InP: A photoluminescence and tight-binding investigation, Phys. Rev. B77 (2008)075338
- L. Stafford, W.T. Lim, S.J. Pearton, Ju-Il Song, J.-S. Park, Y.-W. Heo, J.-H. Lee, J.-J. Kim, M. Chicoine, F. Schiettekatte, Deep etch-induced damage during ion-assisted chemical etching of sputtered indium-zinc-oxide films in Ar/CH4/H2 plasmas, Thin Solid Films 516 (2008) 2869
- L. Stafford, W.T. Lim, S.J. Pearton, M. Chicoine, F. Schiettekatte, J.-I. Song, J.-S. Park, Y.W. Heo, J.-H. Lee, J.-J. Kim, I.I. Kravchenko, Influence of the film properties on the plasma etching dynamics of rf-sputtered indium-zinc-oxide layers, J. Vac. Sci. Technol. A25 (2007) 659
- R. Karmouch, Y. Anahory, J.-F. Mercure, D. Bouilly, M. Chicoine, G. Bentoumi, R. Leonelli, Y.Q. Wang, F. Schiettekatte, Damage evolution in low-energy-ion implanted silicon, Phys. Rev. B75 (2007) 075304
- O. Moutanabbir, B. Terreault, M. Chicoine, F. Schiettekatte, P. J. Simpson, Influence of isotopic substitution and He coimplantation on defect complexes and voids induced by H ions in silicon, Phys. Rev. B75 (2007) 075201
- C. Dion, P. Desjardins, M. Chicoine, F. Schiettekatte, P.J. Poole, S. Raymond, Drastic ion-implantation-induced intermixing during annealing of self-assembled InAs/InP(001) quantum dots, Nanotechnology 18 (2007) 015404
- P. Wei, S.C. Gujrathi, M. Guihard, F. Schiettekatte, Cross-section for 14N(α, p0)17O reaction in the energy range 3.2–4.0 MeV, Nucl. Instrum. Meth B249 (2006) 85.
Communications
Comptes-rendus de conférences
(depuis 2000)
- F. Schiettekatte, Simulation of Multiple Scattering Effects on Coincidence, AIP Conf. Proc. 1099 (2009) 314.
- C. Dion, P. Desjardins, F. Schiettekatte, M. Chicoine, P. J. Poole, S. Raymond, Tuning the Electronic Properties of Self-Assembled InAs/InP(001) Quantum Dots, Meet. Abstr. Electrochem. Soc. 602 (2006) 1269.
- O. Moutanabbir, B. Terreault, N. Desrosiers, A. Giguère, G. G. Ross, M. Chicoine, F. Schiettekatte, Hydrogen Cleaving of Silicon at the Sub-100-nm Scale AIP Conf. Proc. 772 (2005) 1491
- M. Chicoine, A. Francois, C. Tavares, S. Chevobbe, F. Schiettekatte, V. Aimez, J. Beauvais, J. Beerens, Effects of damage accumulation on quantum well intermixing by low-energy ion implantation in photonic devices, SPIE 5260 (2004) 423
- R. Taillefer, P.Desjardins, F. Schiettekatte, A Finite Element Model of Ultra-Sensitive Thin Film Calorimeters for the Study of Size-Dependent Thermodynamical Properties of Materials at the Nanoscale, Proceedings of the first Annual Northeast Workshop on Circuits and Systems (IEEE-NEWCAS2003), Montreal, Canada, June 2003, pp. 129-132.
- F. Schiettekatte, V. Aimez, M. Chicoine, S. Chevobbe, J.F. Chabot, J.F. Rajotte. Low energy ion implantation induced intermixing in photonic devices: defects profiling and evolution, Proceedings of the 17th Conference on the Application of the Accelerators in Research and Industry. AIP Conf. Proc. 680 (2003) 609
- M. Zhang, M. Yu. Efremov, F. Schiettekatte, E. A. Olson, and L. H. Allen. "Magic" Nanostructures During The Early Stage of Thin Film Growth 2001 Spring Meeting Proceedings 672 (2001) O5.3, Material Research Society
- S. Roorda, F. Schiettekatte, M. Cai, T. Veres, A. Tchebotareva. MeV ion implantation for modification of electronic, optical, and magnetic materials SPIE 3413 (1998) 165
- F. Schiettekatte, G.G. Ross. ERD spectrum to depth profile conversion program for Windows. Proceeding of the 14th International Conference on the Applicationof Accelerators in Research and Industry. AIP Conf. Proc. 392 (1997) 711
- D. Kéroack, F. Schiettekatte, B. Terreault, G.G. Ross. Laser Desorption and Depth Profiling Study of H and D in Implanted Be. Proceedings of International Conference on Fusion Reactor Materials. (1993) Stresa (Italy).
Disciplines
- Physique
- Génie des matériaux et génie métallurgique
Champ d’expertise
- Science des matériaux
- Défaut et impuretés dans les couches minces: dopage et implantation
- Diffusion atomique, moléculaire et ionique
- Dépôt par pulvérisation
- Cinétique de formation et de recuit des défauts
- Impact atomiques, moléculaires et ioniques sur les surfaces
- Capacité calorifique des solides amorphes et des verres
- Matériaux nanostructurés : fabrication et caractérisation
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