Author: Mourad OmriPublisher:
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Languages : fr
Pages : 0
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Diffusion acceleree et transitoire du bore dans le silicium : influence des defauts etendus et de la surface de la plaquette
Author: Mourad OmriImplantation ionique de bore dans du silicium préamorphisé
Author: Christian.. BergaudPublisher:
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Languages : fr
Pages : 304
Book Description
CE MEMOIRE PRESENTE UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA FORMATION DE JONCTIONS ULTRA-MINCES PAR IMPLANTATION DE BORE DANS DU SILICIUM PREAMORPHISE SUIVIE D'UN RECUIT THERMIQUE RAPIDE. DANS UNE PREMIERE PARTIE, NOUS RAPPELONS LES AVANTAGES APPORTES PAR UNE ETAPE DE PREAMORPHISATION: SUPPRESSION DES EFFETS DE CANALISATION DU BORE ET ACTIVATION ELECTRIQUE COMPLETE DES DOPANTS. MALHEUREUSEMENT, LORS DU RECUIT, DES DEFAUTS ETENDUS, APPELES DEFAUTS EOR, APPARAISSENT SOUS L'ANCIENNE INTERFACE SILICIUM AMORPHE/SILICIUM CRISTALLIN. NOUS AVONS IDENTIFIE CES DEFAUTS DANS LA DEUXIEME PARTIE DE NOTRE TRAVAIL: IL S'AGIT DE BOUCLES DE DISLOCATION CIRCULAIRES FAUTEES ET DE BOUCLES PARFAITES ALLONGEES TOUTES DE NATURE INTERSTITIELLE ET CONTENUES DANS DES PLANS (111). NOUS MONTRONS EGALEMENT QUE SEUL LE MODELE DES EXCES D'INTERSTITIELS PERMET D'EXPLIQUER SEMIQUANTITATIVEMENT LA VARIATION DE LA DENSITE DE CES BOUCLES EN FONCTION DES CONDITIONS DE PREAMORPHISATION. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE EN COMPARANT DES PROFILS DE DIFFUSION ISSUS DE SIMULATIONS ET DES PROFILS SIMS, L'INFLUENCE DES DEFAUTS EOR SUR LA DIFFUSION DU BORE: DIFFUSION ANORMALE ET PIEGEAGE DU BORE. NOUS PROPOSONS UN MODELE SIMPLE QUI PERMET DE RENDRE COMPTE DE CES EFFETS SUR LA DIFFUSION DU BORE. ENFIN, NOUS AVONS CARACTERISE ELECTRIQUEMENT EN FONCTION DE LA TEMPERATURE DES DIODES P+/N ET NOUS MONTRONS QUE LES DEFAUTS EOR SITUES DANS LA ZONE ACTIVE DE LA JONCTION JOUENT LE ROLE DE CENTRES RECOMBINANTS ET SONT RESPONSABLES DE L'AUGMENTATION DU COURANT EN INVERSE. TOUS CES RESULTATS NOUS ONT PERMIS DE PROPOSER LES CONDITIONS DE PREAMORPHISATION, D'IMPLANTATION ET DE RECUIT CONDUISANT A LA FORMATION DE JONCTIONS P+/N TRES PERFORMANTES (FACTEUR D'IDEALITE DE 1,02 ET UNE VALEUR DU COURANT INVERSE A -10V DE 5 10-#9 A/CM#2)
Modélisation de la diffusion des dopants dans le silicium pour la réalisation de jonctions fines
Author: Frédéric BoucardPublisher:
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Languages : fr
Pages : 197
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Le sujet de recherche de ce mémoire de thèse présente la modélisation d'une étape particulière des procédés mis en œuvre en microélectronique: la diffusion des dopants. Le premier volet de ce travail est consacré à la compréhension et la réadaptation des modèles classiques de diffusion. En effet, ceux-ci atteignent actuellement leurs limites, en raison de la mauvaise description au cours des recuits de l'évolution des défauts créés par l'implantation ionique. La seconde partie de ce travail a donc été de comprendre le rôle des défauts étendus (petits amas, défauts {113}, boucles de dislocation) dans la diffusion accélérée et transitoire du bore. Ces travaux ont consisté à modéliser la croissance compétitive de type maturation d'Ostwald que se livrent ces agglomérats au cours du recuit et à le coupler à la diffusion du dopant. De plus, on a pu observer lors d'implantations à forte dose, la formation d'agglomérats de bore engendrant une immobilisation et une inactivation du dopant. Pour intégrer la formation de ces agglomérats, nous avons considéré la formation d'amas mixte de bore et d'interstitiels de type BnIm. A partir de récents calculs ab-initio tirés de la littérature, nous avons pu extraire les énergies de formation ainsi que les différents états de charges de ces amas mixtes de bore et d'interstitiels. Ce dernier modèle, couplé aux deux autres, a été validé à partir de divers résultats expérimentaux.
Contribution à la modélisation de la diffusion des dopants en fortes concentrations dans le silicium
Author: Eric VandenbosschePublisher:
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Languages : fr
Pages : 196
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Les phenomenes de diffusion des dopants dans le silicium ont une importance grandissante dans les technologies actuelles et futures. En effet, les budgets thermiques diminuent avec les dimensions des dispositifs, et des phenomenes de diffusion transitoire apparaissent lors de la fabrication de jonctions ultra-courtes p#+/n et n#+/p. Ce memoire traite essentiellement des mecanismes de diffusion, bases sur les reactions entre dopants et defauts ponctuels, lesquels sont les interstitiels (atomes de silicium en site interstitiel) et les lacunes (site substitutionnel vacant). La sursaturation des defauts ponctuels, generee au cours des etapes technologiques (bombardements ioniques, oxydations, nitrurations), gouverne la diffusion transitoire des dopants. Un modele general de diffusion des dopants, incluant l'ensemble des mecanismes entre dopants et defauts ponctuels en non-equilibre, constitue la base de cette etude. Ce modele est presente en detail pour l'arsenic, le phosphore et le bore. Trois applications sur la diffusion du bore et du phosphore sont presentees montrant clairement la contribution des defauts ponctuels a la diffusion transitoire de ces dopants observee experimentalement. L'originalite de ce manuscrit consiste en l'etude des phenomenes de diffusion en fortes concentrations, plus precisement appliquee au bore et dans des conditions de preamorphisation. En effet, le bore presente des phenomenes de diffusion anormaux beaucoup plus marques par rapport aux autres dopants. Trois axes d'etudes constituent le traitement presente dans ce memoire: a) modelisation des conditions initiales pour la simulation en terme de concentrations des defauts ponctuels et activation du profil de dopage implante, b) modelisation des effets des boucles de dislocations generees par les etapes d'amorphisation, ces dislocations jouent le role de puit pour les interstitiels, et c) modelisation de la precipitation du bore, par le phenomene de nucleation derive pour la premiere fois dans un modele general de diffusion.
Evolution cinétique des défauts {113} en cours de recuit thermique de silicium implanté
Author: Pascal CalvoPublisher:
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Languages : fr
Pages : 146
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Dans les structures MOS, la réalisation de jonctions ultraminces p+/n par implantation ionique de bore reste la voie privilégiée pour l'élaboration d'extensions source/drain d'une profondeur inférieure à 20 nm. Cependant, au cours du recuit d'activation, cette méthode s'accompagne de la formation de défauts étendus de type interstitiel (clusters, défauts {113} et boucles de dislocation) qui sont à l'origine de problèmes majeurs tels que la diffusion accélérée et transitoire (TED) des dopants et la dégradation des propriétés électriques des jonctions. Afin d'élaborer des stratégies permettant de limiter ces effets, il est nécessaire de comprendre les mécanismes physiques qui gouvernent l'évolution thermique des défauts étendus, notamment dans le cas des défauts {113} pour lesquels les points de vue divergent. L'objectif de ce travail a été d'obtenir une base de données fiable qui, reposant sur une analyse statistique rigoureuse des défauts par Microscopie Electronique en Transmission (MET), est indispensable pour répondre à ces attentes. Cette étude doit également permettre la calibration des nouveaux simulateurs de la TED des dopants. Pour caractériser les défauts {113}, nous avons développé une nouvelle technique d'imagerie par MET permettant une amélioration des analyses statistiques. Nos études expérimentales montrent ainsi clairement qu'au cours du recuit ces défauts évoluent toujours suivant un mécanisme de croissance de type Ostwald ripening non conservatif. Suivant les cas étudiés, ces défauts finissent ainsi soit par se dissoudre rapidement soit par se transformer progressivement en boucles de dislocation. Tous nos résultats ont pu être parfaitement interprétés à partir des concepts physiques développés au cours de ces dernières années par notre équipe. Le modèle physique, auquel nous avons apporté quelques améliorations, est actuellement testé à partir de nos résultats et a été implémenté dans un simulateur commercial.
Oxydation du silicium
Author: Georges CharitatPublisher:
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Languages : fr
Pages : 161
Book Description
LE SILICIUM, DOPE PAR IMPLANTATION DE BORE EST RECUIT SOUS ATMOSPHERE OXYDANTE DE VAPEUR D'EAU. LES PROFILS DE REDISTRIBUTION, CARACTERISES PAR SONDE IONIQUE METTENT EN EVIDENCE UNE ACCELERATION DE LA DIFFUSION DU BORE POUR LES ZONES OXYDEES PAR RAPPORT AUX ZONES PROTEGEES DE L'OXYDATION. CE PHENOMENE EST RELIE A UNE GURSATURATION EN INTERSTITIELS DE SILICIUM GENERES A L'INTERFACE SI-SIO::(2), DANS LE SILICIUM, LORS DE LA CROISSANCE DE L'OXYDE. UNE ETUDE ORIGINALE DE L'EVOLUTION DES CONTRAINTES DANS LE SILICIUM EN FONCTION DES DIVERS PARAMETRES DE DIFFUSION EST PROPOSEE METTANT EN JEU LA RELAXATION DES CONTRAINTES DANS L'OXYDE PAR FLUX VISQUEUX DE CELUI-CI. CE MODELE PERMET DE DECRIRE PARFAITEMENT LE COMPORTEMENT QUALITATIF DES RESULTATS EXPERIMENTAUX, MAIS LE MANQUE DE DONNEES SUR LA VISCOSITE DE L'OXYDE ET LES CONTRAINTES ENGENDREES DANS LE SIO::(2) NE PERMETTENT PAS UNE VERIFICATION QUANTITATIVE DE NOTRE THEORIE. D'AUTRE PART, LA SEGREGATION DU BORE A L'INTERFACE SI-SIO::(2) EST ETUDIEE EN FONCTION DE LA TEMPERATURE POUR DES OXYDES STATIQUES. UNE EXPRESSION DU COEFFICIENT DE SEGREGATION, M, EN FONCTION DES PRESSIONS REGNANTES DANS L'OXYDE EST DONNEE. CELLE-CI PERMET DE DECRIRE LES VARIATIONS DE M AVEC LA TEMPERATURE OBSERVEES EXPERIMENTALEMENT
Procédés thermiques rapides
Author: Francois MarouPublisher:
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Languages : fr
Pages : 268
Book Description
L'OBJECTIF DE CE MEMOIRE EST D'EXAMINER LES POTENTIALITES OFFERTES PAR LES RECUITS THERMIQUES RAPIDES CONCERNANT LA DIFFUSION DU BORE IMPLANTE DANS LE SILICIUM ET LA REALISATION DE COUCHES MINCES D'OXYDE. DANS UNE ETUDE PRELIMINAIRE, IL EST MONTRE QU'UN FOUR DE RECUIT RAPIDE CORRESPOND BIEN AUX MACHINES SUSCEPTIBLES D'ETRE INTEGREES DANS LES SALLES BLANCHES DU FUTUR: AUTOMATIQUES, ROBOTISEES ET ASSURANT UN ENVIRONNEMENT ULTRAPROPRE AUX PLAQUETTES TRAITEES. LES PROBLEMES LIES A LA MESURE DE LA TEMPERATURE ET AU CONTROLE DE SON HOMOGENEITE SONT ENSUITE MIS EN EVIDENCE. DES SOLUTIONS SONT PROPOSEES, COMME L'UTILISATION DE SUSCEPTEURS OU BIEN CELLE D'UN PORTE-SUBSTRAT COMPORTANT DES ECRANS. DEUX APPLICATIONS SONT ALORS ABORDEES: LE RECUIT DE BORE IMPLANTE ET L'OXYDATION RAPIDE DU SILIIUM. LA PREMIERE CONFIRME LA PRESENCE D'UN PHENOMENE DE DIFFUSION ACCELEREE DANS LA PHASE INITIALE DU RECUIT, AYANT POUR ORIGINE DES DEFAUTS D'IMPLANTATION. CE MECANISME FAIT L'OBJET D'UNE ETUDE DETAILLEE, PUIS DES TECHNIQUES PERMETTANT DE S'EN AFFRANCHIR SONT SUGGEREES: PRE-AMORPHISATION DU SILICIUM OU IMPLANTATION DE BF2. DANS LA SECONDE, LA CROISSANCE DES PREMIERES COUCHES DE SILICE EST ANALYSEE EN FONCTION DES CINETIQUES D'OXYDATION. L'INFLUENCE DU NETTOYAGE PRE-OXYDATION ET DU RECUIT POST-OXYDATION SUR LA QUALITE DES OXYDES OBTENUS, EST EGALEMENT ETABLIE. ENFIN, L'ETUDE DE LA DIFFUSION DU BORE SOUS OXYDATION RAPIDE PERMET DE VERIFIER QU'ELLE EST ACCELEREE COMME DANS LE CAS D'OXYDATIONS CLASSIQUES, CAR ELLE EST CORRELEE A LA VITESSE DE CROISSANCE DE L'OXYDE
ETUDE DE LA DIFFUSION DU BORE DANS LE SILICIUM SOUS IRRADIATION DE PROTONS
Author: F.. VOILLOT SAINT YVESPublisher:
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Languages : fr
Pages : 161
Book Description
CARACTERISTION DES DIFFERENTS PHENOMENES OBSERVES SOUS IRRADIATION DE PROTONS ET INTERPRETATION TENANT COMPTE A LA FOIS DES EFFETS DES DEFAUTS CREES SUR LA DIFFUSION DES IMPURETES ET DES INTERACTIONS DE CEUX-CI AVEC LES IMPURETES.
CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA DIFFUSION ASSISTEE DE BORE DANS LE SILICIUM PAR IMPLANTATION A CHAUD
Author: Jean-Jacques AubertPublisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 117
Book Description
L'ETUDE PORTE SUR LA DIFFUSION ASSISTEE DU BORE PAR IMPLANTATION A CHAUD. LORS DE L'IMPLANTATION, LES COUCHES IMPLANTEES SONT AMORPHISEES ET IL EST NECESSAIRE D'EFFECTUER DES RECUITS POST IMPLANTATION POUR RESTAURER LE CRISTAL ET ELIMINER LES DEFAUTS. DANS L'IMPLANTATION, LES SUBSTRATS PORTES IN SITU A HAUTE TEMPERATURE, LES DEFAUTS ASSISTENT LA DIFFUSION. ON MONTRE QUE LA CREATION D'UN COMPLEXE BORE DEFAUT EST RESPONSABLE DE L'AVANCEE ANORMALE DE JONCTION. L'ACTIVATION ELECTRIQUE DES IMPURETES QUI DANS LE CAS CLASSIQUE NECESSITE DES TEMPERATURES ELEVEES ET DES TEMPS LONGS ATTEINT 30% PENDANT L'IMPLANTATION ELLE-MEME. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX OBTENUS SONT EXPLIQUES PAR UN MODELE PHYSIQUE CONSISTANT EN LA RESOLUTION SIMULTANEE DES EQUATIONS DE DIFFUSION DU BORE SUBSTITUTIONNEL, DES LACUNES ET DES COMPLEXES BORE-LACUNE
Rôle des défauts End-Of-Range dans la diffusion anormale du bore
Author: Caroline BonafosPublisher:
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Languages : fr
Pages : 368
Book Description
DANS LA FABRICATION DE TRANSISTORS CMOS DE TAILLE SUBMICRONIQUE, LE BORE EST UTILISE COMME DOPANT DE LA SOURCE ET DE LA GRILLE. POUR REALISER DES JONCTIONS P+N INFERIEURES A 100 NM, IL FAUT IMPLANTER LE BORE A DES ENERGIES DE L'ORDRE DE QUELQUES KEV. PENDANT LE RECUIT NECESSAIRE A SON ACTIVATION, DE NOMBREUX EFFETS TYPIQUES DE SITUATIONS HORS EQUILIBRE APPARAISSENT TELS LA FORMATION DE DEFAUTS ETENDUS, AINSI QUE LA DIFFUSION ANORMALE DU DOPANT, QUI DOIT ETRE PRISE EN COMPTE DANS LA PREDICTION DES PROFILS DE DOPANT. UN PREMIER VOLET DE CE TRAVAIL EST CONSACRE A ETABLIR LE LIEN ENTRE LES DEFAUTS END-OF-RANGE (EOR), ET LA DIFFUSION ANORMALE DES DOPANTS. POUR CELA, UNE ETUDE QUANTITATIVE RIGOUREUSE DE LA CROISSANCE DES EOR A ETE MENEE EXPERIMENTALEMENT PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION. L'EVOLUTION AU COURS DU RECUIT DES PARAMETRES CARACTERISTIQUES DE LA POPULATION DE DEFAUTS A ETE COMPAREE AUX RESULTATS DE LA THEORIE D'OSTWALD RIPENING QU'IL A FALLU ADAPTER A LA GEOMETRIE DES BOUCLES DE DISLOCATION. CETTE ETUDE A PERMIS D'ETABLIR QUE LES DEFAUTS EOR ET LA DIFFUSION ANORMALE SONT LA CONSEQUENCE DE L'EVOLUTION AU COURS DU RECUIT DE LA SURSATURATION EN SI INTERSTITIELS. LE SECOND VOLET CONSISTE EN L'ETUDE DE L'EFFET D'IMPURETES (LE BORE, LE CARBONE ET LE FLUOR) SUR LES CINETIQUES DE CROISSANCE DES DEFAUTS EOR, AFIN D'ELUCIDER LES ANOMALIES DE DIFFUSION DONT ELLES SONT A L'ORIGINE