Étude des couplages radiatifs et thermiques et des modifications physicochimiques engendrés par un recuit laser milliseconde sur la grille polysilicium de la technologie CMOS 45 nm
Langue Français
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Auteur : Colin, Alexis
Date de soutenance : 16-04-2010

Directeur(s) de thèse : Mathiot, Daniel - Fogarassy, Eric

Établissement de soutenance : Université de 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 : CMOS , recuits laser , effets de motifs , dopage , diffusion , activation , polysilicium
Mots-clés :
  • MOS complémentaires - Thèses et écrits académiques
  • Semiconducteurs - Thèses et écrits académiques
  • Silicium cristallisé - Thèses et écrits académiques
  • Silicium cristallisé - Thèses et écrits académiques
  • Silicium cristallisé - Thèses et écrits académiques
Résumé : Cette étude s'est portée sur les couplages radiatifs et thermiques entre un recuit laser milliseconde et les motifs présents à la surface d'une plaque de silicium, ainsi que sur l'influence de ce traitement sur les propriétés physico-chimiques de la grille de polysilicium dopé. Les procédés de recuits millisecondes à très haute température ont été introduits à partir du nœud technologique CMOS 45 nm afin d'améliorer l'activation des dopants par rapport aux recuits rapides traditionnels tout en minimisant la diffusion de ces espèces dans le silicium. Ce type de recuit ultracourt peut générer une variation de température entre deux zones à la surface d'une puce possédant des propriétés radiatives et/ou thermiques différentes. Ces différences de température peuvent altérer les performances électriques des dispositifs et, en particulier, celles des résistances de polysilicium dopé non-silicuré. Au cours de ces travaux, le développement d'un modèle numérique, conjuguant les aspects optique et thermique du balayage du laser, a permis de démontrer que ces variations de température pouvaient dépasser 600°C lors d'une irradiation directe du faisceau laser sur les motifs. Ces écarts peuvent être sensiblement réduits (-90%) en présence d'une couche absorbante. Ensuite, la mise en évidence d'une redistribution massive des dopants dans le polysilicium soumis à un recuit laser a été reliée à la forte ségrégation hors-équilibre des dopants aux joints de grains quantifiée par STEM EELS et Sonde Atomique. Enfin, les gains électriques observés en termes d'activation par ce recuit laser précédé d'un recuit Spike ont pu être associés à la croissance de grain générée lors du recuit laser.
 
Type de contenu : Text
 
Entrepôt d'origine : Ressource locale
Identifiant : ecrin-ori-303021
Type de ressource : Thèse