THESE DOCTEUR Imagerie thermique et thermoélastique de

N° d’ordre : 3295
THESE
Présentée à
L’UNIVERSITE BORDEAUX 1
Ecole Doctorale de Science Physique et de l’Ingénieur
Par Mohamed Amine SALHI
pour obtenir le garde de
DOCTEUR
Spécialité : Laser et Matière Dense
Imagerie thermique et thermoélastique
de circuits intégrés : Application à
l’analyse de défaillances.
Soutenue le 11/12/2006
Après avis de :
M.M. A.Cornet Professeur IISN, Université de Louvain la Neuve Rapporteur
J.Altet Professeur, Université polytechnique de Catalogne Rapporteur
Devant la commission formé de :
M.M. B.Audoin Professeur, LMP université de Bordeaux I Président
W.Claeys Professeur, CPMOH Université de Bordeaux I Examinateurs
G.Tessier Maître de conférence, ESPCI
D.Trias Ingénieur, SERMA
S.Dilhaire Maître de conférence, CPMOH Université de Bordeaux I
S.Grauby Maître de conférence, CPMOH Université de Bordeaux I

Remerciements
Je tiens tout d’abord à remercier Messieurs Alain Cornet et Josep Altet d’avoir
accepté d’être les rapporteurs de ce manuscrit, Messieurs G.Tessier, D.Trias et
B.Audoin pour leur participation à ce jury.
Mon travail de thèse a été très enrichissant autant sur le plan professionnel que sur le
plan personnel. Depuis mon arrivée au sein du groupe COX pour mon stage de DEA,
voilà déjà quelques années, j’ai "touché" autant à l’électronique et à l’optique qu’à la
mécanique (sans oublier le montage de meubles, la tapisserie et la peinture !!). J’ai pu
ainsi goûter concrètement à tout le plaisir qu’on peut avoir à effectuer un travail de
recherche expérimental. Je tiens donc à remercier vivement Monsieur Wilfrid Claeys
pour ses encouragements, pour l’excellente ambiance de travail qu’il a su instaurer, et
pour la riche expérience que j’ai pu avoir grâce à la confiance qu’il m’a accordée en
m’accueillant au sein de son équipe. Je remercie Stefan Dilhaire, mon directeur de
thèse, pour sa qualité d’écoute et d’encadrement, ses précieux conseils, et pour tous
les efforts qu’il a déployés pour que je puisse rester jusqu’à maintenant. Je remercie
aussi Stéphane Grauby, co-directeur de ma thèse, pour ses conseils, sa disponibilité, et
pour toutes les corrections qu’il a apportées à ma thèse. Je remercie Jean Michel, pour
sa précieuse aide dans tous les domaines. Je tiens à remercier particulièrement super
Luis, qui est pour beaucoup dans le fait que j’ai pu démarrer cette thèse, pour toute la
patience et la pédagogie dont il a fait preuve pendant mon stage de DEA, pour son
aide tout au long de ma thèse, et surtout pour ses grandes qualités humaines. Je
remercie mes compagnons de thèse, qui ne sont plus là maintenant, Younes le
casanier et Imad le voyageur, pour toutes les riches expériences que nous avons pu
partager ensemble, ainsi que nos différents voyages, du snow à Aussois à la course
avec les taureaux dans les arènes de Pampelune, leur départ se fait sentir surtout le
vendredi. Je remercie les autres thésards, Hélène pour la touche de féminité qu’elle a
su apporter au groupe et pour son côté attentionné envers tout le monde, Gilles pour
tous les petits services qu’il m’a rendus et pour nos parties de PES5. Je leur souhaite à
tous les deux de la réussite dans leurs travaux de recherches.

Je n’oublie pas de remercier le personnel du CPMOH de façon générale et plus
particulièrement
- Les autres thésards du CPMOH pour nos parties de foot hebdomadaires et
pour nos soirées occasionnelles.
- Laurence et les filles de la gestion, qui font tout pour faciliter notre travail.
- Les mécaniciens, Eddie et mon compatriote et non moins ami Touati, pour
toutes les pièces qu’ils ont pu me fabriquer.
- Les électroniciens, spécialement Philippe, dit Francky, pour la générosité dont
il fait preuve chaque fois qu’on fait appel à lui, et aussi pour nos rires et
papotages de couloir.
- L’informaticien "qui vient d’ailleurs" Richard et son vocabulaire singulier,
spécialement pour l’attention qu’il porte au choix du menu pendant la journée
du CPMOH.
Je ne remercierai jamais assez mes parents pour tout, mes frères et sœurs,
spécialement « boufou », ma famille à Bordeaux pour m’avoir tendu la main quand
j’en avais besoin, mon cousin hména et ses précieux conseils.
Je remercie aussi mes amis pour tous les bons moments que nous avons passé
ensemble durant ces 4 ans, spécialement Ghani, Imad, Rachid, Rafik et Saficou.
Choukra Lamia pour tout.

Sommaire
Introduction......................................................................9
Chapitre I Etat de l’art : méthodes de caractérisation de
circuits intégrés ..............................................................13
1. Introduction..........................................................................................................14
2. Méthodes de mesures thermiques........................................................................14
2.1 Méthodes optiques .........................................................................................15
2.1.1 Méthodes nécessitant un traitement de surface ......................................15
2.1.2 Méthodes non invasives ..........................................................................18
2.2 Méthodes à sonde locale................................................................................22
2.3 Méthodes à sonde intégrée.............................................................................24
2.3.1 Mesure absolue de température..............................................................24
2.3.2 Mesure différentielle de température......................................................24
2.4 Comparaison des différentes techniques........................................................25
3. Méthodes de mesures thermoélastiques...............................................................26
3.1 Technique de Moiré .......................................................................................26
3.2 Interférométrie face arrière ............................................................................27
3.3 Interférométrie en lumière blanche................................................................29
4. Autres méthodes de caractérisations....................................................................31
4.1 Techniques utilisant l’émission lumineuse ....................................................31
4.1.1 Emission de lumière statique ..................................................................31
4.1.2 Emission de lumière dynamique .............................................................32
4.2 Méthodes utilisant le laser comme source d’excitation .................................33
4.2.1 Effets photoélectriques induits par laser ................................................33
4.2.2 Effets photothermiques induits par laser ................................................34
5. Conclusion ...........................................................................................................35
Chapitre II Interférométrie Ponctuelle.........................37
1. Introduction..........................................................................................................38
2. Interférométrie ponctuelle....................................................................................38
2.1 Introduction à l’interférométrie......................................................................38
2.2 Contenu du signal interférométrique ............................................................40
2.2.1. Contribution de la dilatation thermique ................................................40
2.2.2. Contribution de la lentille thermique.....................................................41
2.2.3. Contribution du coefficient de réflexion ................................................42
2.2.4 Comparaison des différentes contributions ............................................44
2.2.5 Conclusion ..............................................................................................46
2.3 Interféromètre de Michelson stabilisé............................................................47
2.3.1 Principe...................................................................................................47
2.3.2 Montage expérimental ............................................................................50
2.3.3 Résultats..................................................................................................56