Implantation ionique et jonctions ultrafines : caractérisation, ingénierie des défauts et application aux technologies 65 et 45 nm
Langue Français
Langue Français
Auteur : Cagnat, Nathalie
Date de soutenance : 15-04-2008
Directeur(s) de thèse : Mathiot, Daniel
Établissement de soutenance : Université Louis Pasteur (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
Date de soutenance : 15-04-2008
Directeur(s) de thèse : Mathiot, Daniel
Établissement de soutenance : Université Louis Pasteur (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
Discipline : Électronique, microélectronique, optique et lasers, optoélectronique, micro-ondes
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés libres : silicium , défaut ponctuel , diffusion , jonction ultrafine , dopage , carbone , phosphore , bore , arsenic
Résumé : Le dopage est une étape clé de la fabrication des composants : de la quantité de dopants actifs dans le silicium va dépendre leurs propriétés électriques. Les zones dopées sont formées par implantation ionique car ce procédé possède de nombreux avantages. Toutefois, il génère des défauts qui assistent la diffusion des dopants (donc réduisent le contrôle dimensionnel) et qui sont la source de fuites de courant. L'objectif de cette thèse est de neutraliser ces défauts. Après avoir décrit les différents types de défauts connus et les mécanismes proposés dans la littérature pour leur évolution, nous expliquons leurs effets sur la diffusion des dopants. La compréhension des mécanismes physiques impliqués dans la formation des jonctions nécessite les caractériser avec des moyens adaptés. Nous discutons des limitations des moyens classiques pour les jonctions inférieures à 30 nm et nous présentons des alternatives possibles. Enfin, nous remplissons l'objectif de la thèse, en agissant sur les étapes d'implantation ionique sans modifier le reste du procédé. En étudiant les paramètres liés à l'implantation, nous identifions le flux d'implantation comme un paramètre clé dans la génération des défauts ponctuels. Puis nous proposons une solution intégrable réduisant la diffusion du bore, du phosphore et de l'arsenic : la co-implantation du carbone dans le silicium amorphisé. Nous optimisons la localisation du carbone en fonction des mécanismes de diffusion spécifiques du bore et du phosphore. En plus de cela, nous avons étudié l'interaction entre les dépôts espaceurs et ces dopants implantés dans les extensions des source-drain et les poches.
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés libres : silicium , défaut ponctuel , diffusion , jonction ultrafine , dopage , carbone , phosphore , bore , arsenic
Résumé : Le dopage est une étape clé de la fabrication des composants : de la quantité de dopants actifs dans le silicium va dépendre leurs propriétés électriques. Les zones dopées sont formées par implantation ionique car ce procédé possède de nombreux avantages. Toutefois, il génère des défauts qui assistent la diffusion des dopants (donc réduisent le contrôle dimensionnel) et qui sont la source de fuites de courant. L'objectif de cette thèse est de neutraliser ces défauts. Après avoir décrit les différents types de défauts connus et les mécanismes proposés dans la littérature pour leur évolution, nous expliquons leurs effets sur la diffusion des dopants. La compréhension des mécanismes physiques impliqués dans la formation des jonctions nécessite les caractériser avec des moyens adaptés. Nous discutons des limitations des moyens classiques pour les jonctions inférieures à 30 nm et nous présentons des alternatives possibles. Enfin, nous remplissons l'objectif de la thèse, en agissant sur les étapes d'implantation ionique sans modifier le reste du procédé. En étudiant les paramètres liés à l'implantation, nous identifions le flux d'implantation comme un paramètre clé dans la génération des défauts ponctuels. Puis nous proposons une solution intégrable réduisant la diffusion du bore, du phosphore et de l'arsenic : la co-implantation du carbone dans le silicium amorphisé. Nous optimisons la localisation du carbone en fonction des mécanismes de diffusion spécifiques du bore et du phosphore. En plus de cela, nous avons étudié l'interaction entre les dépôts espaceurs et ces dopants implantés dans les extensions des source-drain et les poches.
Type de contenu : Text
Entrepôt d'origine : 
Identifiant : ecrin-ori-297479
Type de ressource : Thèse
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