Caractérisation de l'implantation par immersion plasma avec pulsion(r) et intégration dans la fabrication de transistors FD-SOI et Trigate PDF Download
Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download Caractérisation de l'implantation par immersion plasma avec pulsion(r) et intégration dans la fabrication de transistors FD-SOI et Trigate PDF full book. Access full book title Caractérisation de l'implantation par immersion plasma avec pulsion(r) et intégration dans la fabrication de transistors FD-SOI et Trigate by Julian Duchaine. Download full books in PDF and EPUB format.
Book Description
L'industrie de la micro-électronique remet à jour régulièrement sa " roadmap " internationale pour ses développements technologiques. L'introduction des nouvelles filières technologiques s'accélère, motivée par les besoins en électronique portable, en ordinateurs personnels de plus en plus puissants, en télécommunications et multimédia, ainsi que par le développement maintenant très important de l'électronique dans le monde de l'automobile. Cette course à l'intégration nécessite des implantations à des énergies de plus en plus faibles et des doses de plus en plus fortes (en fonction des composants). Afin de répondre à la demande des industriels du domaine de la microélectronique, IBS a conçu son propre prototype d'implanteur ionique par immersion plasma (PULSION(r)). Ce type d'implantation est très attractif pour les industriels car il offre un rendement et des cadences de production (wafer/heure) plus importants avec un coût de fabrication plus faible qu'un implanteur dit classique (faisceau d'ions). Cette thèse a pour but de caractériser les procédés d'implantation de type P par immersion plasma de manière approfondie en utilisant la machine PULSION installée au LETI afin de les intégrer dans la fabrication de composants dernières générations (FD-SOI ultime et Trigate pour nano-fils). De nombreuses études expérimentales ont été réalisées afin de comprendre les mécanismes physiques et chimiques mis en jeu lors de l'implantation par immersion plasma. La compréhension de ces mécanismes est beaucoup plus compliquée qu'une implantation par faisceau d'ions car le substrat est constamment immergé dans un plasma et toutes les espèces ioniques du plasma sont implantées. Nous avons donc observé des comportements différents des profils implantés entre les deux techniques d'implantation. Les conditions de plasma ont ensuite été optimisées dans le but d'intégrer les procédés Pulsion(r) dans la fabrication de transistors FD-SOI et Trigate. Les premiers résultats montrent que l'implantation par immersion plasma permet d'obtenir sur des composants planaires (FD-SOI) les mêmes performances électriques qu'un implanteur à faisceau d'ions. Par contre les performances sont nettement améliorées sur des transistors multi-grilles de type Trigate. Des développements procédés devraient encore améliorer ses performances.
Book Description
L'industrie de la micro-électronique remet à jour régulièrement sa " roadmap " internationale pour ses développements technologiques. L'introduction des nouvelles filières technologiques s'accélère, motivée par les besoins en électronique portable, en ordinateurs personnels de plus en plus puissants, en télécommunications et multimédia, ainsi que par le développement maintenant très important de l'électronique dans le monde de l'automobile. Cette course à l'intégration nécessite des implantations à des énergies de plus en plus faibles et des doses de plus en plus fortes (en fonction des composants). Afin de répondre à la demande des industriels du domaine de la microélectronique, IBS a conçu son propre prototype d'implanteur ionique par immersion plasma (PULSION(r)). Ce type d'implantation est très attractif pour les industriels car il offre un rendement et des cadences de production (wafer/heure) plus importants avec un coût de fabrication plus faible qu'un implanteur dit classique (faisceau d'ions). Cette thèse a pour but de caractériser les procédés d'implantation de type P par immersion plasma de manière approfondie en utilisant la machine PULSION installée au LETI afin de les intégrer dans la fabrication de composants dernières générations (FD-SOI ultime et Trigate pour nano-fils). De nombreuses études expérimentales ont été réalisées afin de comprendre les mécanismes physiques et chimiques mis en jeu lors de l'implantation par immersion plasma. La compréhension de ces mécanismes est beaucoup plus compliquée qu'une implantation par faisceau d'ions car le substrat est constamment immergé dans un plasma et toutes les espèces ioniques du plasma sont implantées. Nous avons donc observé des comportements différents des profils implantés entre les deux techniques d'implantation. Les conditions de plasma ont ensuite été optimisées dans le but d'intégrer les procédés Pulsion(r) dans la fabrication de transistors FD-SOI et Trigate. Les premiers résultats montrent que l'implantation par immersion plasma permet d'obtenir sur des composants planaires (FD-SOI) les mêmes performances électriques qu'un implanteur à faisceau d'ions. Par contre les performances sont nettement améliorées sur des transistors multi-grilles de type Trigate. Des développements procédés devraient encore améliorer ses performances.
Book Description
L'intégration du métal dans les nœuds technologiques sub-20 nm requiert une conformité supérieure à celle permise par la PVD. Les techniques de CVD, plus spécifiquement la MOCVD et l'ALD, ont été identifiées comme les meilleures solutions pour le dépôt de métal. Pour une application de métal de grille, les alliages carbo-nitrurés de titane et tantale sont considérés comme les plus prometteurs. Dans ce travail une revue détaillée des mécanismes de dépôt par MOCVD et ALD, ainsi que sur l'influence du plasma sur les matériaux déposés est réalisée. Dans un premier temps, les fenêtres de procédés possibles pour un ajustement des propriétés des métaux sont inspectées attentivement. L'accent est mis sur l'impact du plasma sur le métal et sur les mécanismes réactionnels inhérents grâce à une caractérisation poussée du plasma. Par la suite, l'intégration de ces métaux est étudiée avec une analyse précise des interactions se déroulant aux interfaces. La corrélation entre les propriétés physico-chimiques et le comportement électrique des empilements métal/diélectrique à forte permittivité est soutenue par une analyse XPS. Finalement, le dopage aluminium de dépôts de TiN et TaN MOCVD est étudié pour l'obtention de grilles n-mos et p-mos. Par comparaison des propriétés et comportements du dopage aluminium de métaux déposés par PVD et MOCVD, des mécanismes de diffusion sont proposés afin d'expliquer le rôle de l'aluminium sur les variations observées.
Book Description
Les technologies de films minces sur isolant apparaissent comme des solutions fiables pour la nano électronique. Elles permettent de dépasser les limites des technologies sur substrat silicium massif, en autorisant de faibles tensions d'utilisation et un gain en énergie significatif. En effet, les transistors à semi-conducteurs à grille métallique (MOSFET) avec un substrat totalement déplété (FDSOI) conduisent à des courants de fuites faible et améliorent la variabilité ce qui permet de diminuer les tensions d'alimentation en particulier pour les applications SRAM. A partir du nœud 14 nm, les transistors peuvent intégrer un canal SiGe, le diélectrique high-k et la grille métallique. Tous ces nouveaux modules de procédés technologiques rendent l'analyse électrique des transistors MOS ainsi que sa corrélation avec la technologie plus compliquées. Ce travail de thèse propose plusieurs nouvelles méthodologies d'extraction automatique et statistique de paramètres pour les empilements MOS FDSOI avancées. Ces méthodologies sont toutes basées sur des mesures de capacité par rapport à la tension (C-V) rendant compte du couplage capacitif entre grille métallique, canal et substrat face arrière. Avec de telles caractéristiques C-V, des méthodologies fiables sont proposées pour l'épaisseur d'oxyde de grille équivalente (EOT), le travail effectif de la grille métallique FDSOI (WFeff), ainsi que d'autres paramètres comme les épaisseurs du canal (tch) et de l'oxyde enterré (tbox) ainsi que l'affinité électronique efficace (Xeff) du substrat face arrière qui inclut les différents effets électrostatique à l'œuvre dans l'oxyde enterré et à ses interfaces. Ces différentes méthodologies ont été validées par des simulations quantiques. La force de l'analyse expérimentale a été de contrôler la cohérence des extractions obtenues sur tout un ensemble de transistors MOS obtenus à partir de variation sur les différentes briques de base et de contrôler la cohérence des paramètres extraits.
Author: Julian Duchaine
Author: Julian Duchaine
Author: Fabien Piallat
Author: Blend Mohamad