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(Chaire CRSNG-IBM) Capteurs de déformation innovants sur puces microélectroniques

Sommaire

DIRECTRICE/DIRECTEUR DE RECHERCHE
Dominique Drouin, Professeur - Département de génie électrique et de génie informatique
UNITÉ(S) ADMINISTRATIVE(S)
Faculté de génie
Département de génie électrique et de génie informatique
Institut interdisciplinaire d'innovation technologique (3IT)
CYCLE(S)
3e cycle
LIEU(X)
3IT - Institut interdisciplinaire d'innovation technologique

Description du projet

Contexte : Dans le domaine du calcul de haute performance, l'intégration hétérogène de plusieurs puces électroniques spécialisées sur un même module multi-puce (MCM) permet d’augmenter les performances des dispositifs électroniques tout en diversifiant leurs fonctionnalités. Dans le but de répondre aux besoins toujours croissants des applications demandant de hautes performances (e.g. calcul nuagique, supercalculateurs, communications haute vitesse), la puissance des MCM augmente continuellement, et avec elle la quantité de chaleur à dissiper. Dans ce cadre, les déformations en cisaillement induites par les contraintes thermomécaniques peuvent provoquer des problèmes de délaminage au niveau des interconnexions des puces. Il serait ainsi souhaitable de pouvoir mesurer de manière précise la répartition des déformations thermomécaniques au niveau des billes de soudure des puces à l’intérieur du MCM. Cela permettrait d’en optimiser la conception et d’en augmenter la fiabilité afin de prévenir des défaillances prématurées et irréversibles. Cela autoriserait aussi d’améliorer les outils de simulation d’IBM à l’aide de données expérimentales jusque-là inaccessibles. Nous proposons donc un projet de thèse visant à développer des capteurs micrométriques et innovants de déformation directement intégrés dans le « back-end-of-line » (BEOL) des puces autour des billes de soudure. 

Sujet de recherche : Ce sujet de thèse portera sur l’exploration et l’étude de nouvelles approches pour la réalisation de micro-capteurs de déformation directement intégrés dans le BEOL de puces microélectroniques. En s’appuyant sur les procédés et expertises du groupe de recherche du Pr. Dominique Drouin dans les domaines de la micro-fabrication et de l’encapsulation avancée, l’étudiant(e) sera en charge de (i) concevoir des capteurs de déformation devant être intégrés sous forme de matrice sur silicium. Des matériaux émergeants tels que les nanotubes de carbone, le graphène ou le disulfure de molybdène (MoS2) seront envisagés, (ii) développer et réaliser le procédé complet de micro-fabrication des capteurs en salle blanche ainsi que leur caractérisation morphologique, (iii) mettre au point un banc de test et des protocoles permettant de mesurer des déformations dans des puces de test induites par des charges mécaniques et/ou thermiques contrôlées, (iv) réaliser des mesures de déformations de puces assemblées sur substrat organique selon les standard de l’industrie, (v) améliorer les modèles de simulations thermomécaniques déjà existants à IBM grâce aux données expérimentales récoltées. 

Cadre de travail : Ce projet sera réalisé sous la co-direction des Pr. Dominique Drouin (UdeS) et Pr. Hélène Frémont (IMS Bordeaux, France) dans le cadre de la Chaire de Recherche Industrielle IBM/CRSNG sur l’Intégration Hétérogène à Haute Performance. L’étudiant(e) collaborera aussi avec Pr. Yann Beilliard et les équipes d’ingénieurs en charge du projet à IBM Canada (Bromont). Le travail sera effectué à l’Institut Interdisciplinaire d’Innovation Technologique (3IT) de l’Université de Sherbrooke, et au Centre de Collaboration MiQro Innovation (C2MI) à Bromont. Le 3IT est un institut unique au Canada, spécialisé dans la recherche et le développement de technologies innovantes pour l’énergie, l’électronique, la robotique et la santé. Le C2MI est un centre international de collaboration et d’innovation dans le secteur des MEMS et de l’encapsulation. Il est le maillon essentiel entre la recherche appliquée et la commercialisation de produits de la microélectronique. Le/la candidat(e) bénéficiera ainsi d’un environnement de recherche exceptionnel alliant étudiants, professionnels, professeurs et industriels travaillant main dans la main au développement des technologies du futur.

Profil recherché : 
• Spécialisation en nanotechnologie et packaging avancé
• Forte capacité d’adaptation, d’autonomie et de travail en équipe
• Goût prononcé pour la conception, le travail expérimental en salle blanche, la recherche et le développement
• Atouts : connaissances approfondies en technologies de microfabrication et en capteurs de déformation
Contact :
• Pr. Yann Beilliard : yann.beilliard@usherbrooke.ca
Documents à fournir : CV, notes des 2 dernières années, lettres de motivation et de recommandation

Sciences naturelles et génie

Génie électrique et génie électronique

Financement offert

Oui

21 000$

Partenaire(s)

IBM Canada Ltée.

La dernière mise à jour a été faite le 11 janvier 2021. L’Université se réserve le droit de modifier ses projets sans préavis.

Renseignements

Numéro de la fiche : OPR-524

Fiche téléchargeable

Version PDF

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