François Schiettekatte
Dynamics and uses of implantation defects in semiconductors
- Professeur titulaire
-
Faculté des arts et des sciences - Département de physique
Complexe des sciences, room B-4419
Media
Regroupement québécois des matériaux de pointe
François Schiettekatte est directeur adjoint du Regroupement québécois des matériaux de pointes (RQMP).
©RQMP
Profile
Research expertise
Ion implantation is a technique for modifying the surface of materials by injecting precise quantities of atoms at the desired depth. It is widely used in doping semiconductors when manufacturing very large-scale integrated circuits (VLSI). Since it is a highly out-of-balance phenomenon (the incident atoms typically have energies millions of times higher than the atoms in the material), this implantation often generates new structures at the atomic level that can be exploited to improve the performance of high-tech materials, or may create problems to be overcome.
For instance, during the doping process, implantation creates defects in semiconductors by displacing crystal atoms, and this is damaging to integrated circuits. If there are not too many defects, the damage can be corrected by annealing and the dopant activated. If the density of the defects exceeds a certain threshold, however, permanent damage will appear in the materials and may make the devices unusable.
Inversely, ion implantation generates defects that can be used to modify materials. Implantation makes it possible to create defects near the surface that can later diffuse throughout the material and modify the composition of the lower layers by interdiffusion. In this way it is possible to change the emission wavelengths of quantum dots or wells and the properties of the magnetic layers.
Ion beams can also be used for highly sensitive quantitative measurement of the deep distribution of atoms in a material. In our laboratories we use various ion beam analysis techniques, in particular elastic recoil detection (ERD), a technique developed in our laboratories in the 1970s, and Rutherford backscattering spectrometry (RBS), RBS channelling and nuclear resonant reaction analysis (NRRA).
Biography
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.
For more information…
- 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 and responsabilities
Research affiliations
Research units
Directeur adjoint
Membre
Teaching and supervision
Teaching
Courses taught (current session only)
- PHY-2215 – Physique thermique et statistique
- PHY-6918 – Concepts de radioprotection pour le génie clinique
Programs
- 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
Student supervision
Theses and dissertation supervision (Papyrus Institutional Repository)
Simulation des mécanismes de dissipation mécanique interne du silicium amorphe
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
Synthèse de couches optiques par co-dépôt pour les miroirs de LIGO
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
Caractérisation et optimisation des paramètres physiques du Ta₂O₅ affectant le facteur de qualité de miroirs diélectriques
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
Relaxation et cristallisation du verre mou de chalcogénure Ge2Sb2Te5 après impact d’ions lourds à basse énergie
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
Évolution des défauts dans les fibres optiques irradiées
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
Effets des recuits ultra-rapides (10^5 K/s) sur la formation des siliciures métalliques en phase solide
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
Origine de la réduction de la durée de vie des photoporteurs dans le InGaAsP implanté à basse température
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
Mécanismes de recuit dans le silicium implanté par faisceau d’ion caractérisés par nanocalorimétrie
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
Structures photoniques à base de nanocristaux de silicium
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
Synthèse de couches ultra-minces de siliciures sur silicium cristallin et endommagé étudiée par microscopie et profilométrie en profondeur
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
Étude de phase des systèmes Ni/Si-endommagé et Ni/a-Si, par XRD résolue en temps et nanocalorimétrie
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
Étude de l'évolution thermique du dommage d'implantation dans le silicium par nanocalorimétrie
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
Relaxation du silicium amorphe étudiée par nanocalorimétrie
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
Projects
Research projects
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
Outreach
Publications and presentations
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
- Physics
- Material Engineering and Metallurgic Engineering
Areas of expertise
- Materials science
- Defects and impurities in thin films: doping, implantation
- Atom, molecule, and ion scattering
- Deposition by sputtering
- Kinetics of defect formation and annealing
- Atomic, molecular, and ion beam impact and interactions with surfaces
- Heat capacity of amophous solids and glasses
- Nanoscale materials and structures: fabrication and characterization