ETUDE THERMODYNAMIQUE ET STRUCTURALE DE LA FORMATION DES DEPOTS MINCES ISOLANTS SUR SILICIUM POUR LA MICROELECTRONIQUE. APPLICATION AU SYSTEME NH#3/SILICIUM MONOCRISTALLIN

ETUDE THERMODYNAMIQUE ET STRUCTURALE DE LA FORMATION DES DEPOTS MINCES ISOLANTS SUR SILICIUM POUR LA MICROELECTRONIQUE. APPLICATION AU SYSTEME NH#3/SILICIUM MONOCRISTALLIN PDF Author: KHALID.. CHAFIK
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Pages : 188

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LES DEPOTS MINCES ISOLANTS SUR SILICIUM OCCUPENT UNE PLACE ESSENTIELLE DANS LA MISE AU POINT DES STRUCTURES (EN PARTICULIER DES MEMOIRES) UTILISEES EN MICRO-ELECTRONIQUE SUR SILICIUM. DEPUIS LE TOUT DEBUT DE L'ETUDE DES COUCHES MINCES ISOLANTES SUR SILICIUM, PLUSIEURS AUTEURS ONT PORTE LEUR ATTENTION SUR LES REACTIONS CHIMIQUES QUI POUVAIENT SE PRODUIRE PENDANT LA FORMATION DE L'ISOLANT. GENERALEMENT, CES ETUDES ONT UTILISE DES MODELES ASSEZ ELOIGNES DE LA REALITE CHIMIQUE, ET LES PHENOMENES DE CROISSANCE DE CES COUCHES ISOLANTES RESTENT ENCORE MAL EXPLIQUES. NOUS AVONS DONC DECIDE D'ABORDER LA FORMATION DE FILMS MINCES ISOLANTS DU POINT DE VUE DE LA REACTION CHIMIQUE ET NOUS AVONS DEVELOPPE UNE APPROCHE THERMODYNAMIQUE ET STRUCTURALE DU PROBLEME. ETANT DONNE LE GRAND NOMBRE DE REACTIFS CHIMIQUES POUVANT ETRE UTILISES POUR DEPOSER DES COUCHES MINCES ISOLANTES SUR SILICIUM, NOUS AVONS INITIALEMENT LIMITE NOTRE ETUDE A LA FORMATION DE NITRURE(S) DE SILICIUM SUR DU SILICIUM MONOCRISTALLIN (100)-(21) EN UTILISANT L'AMMONIAC NH#3 COMME GAZ NITRURANT. NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE DE SURFACE TENANT COMPTE A LA FOIS DE CONSIDERATIONS CRISTALLOGRAPHIQUES ET DE CALCULS DE THERMODYNAMIQUE CLASSIQUE. LE MODELE MONTRE QUE LA SURFACE DE SILICIUM EST FORTEMENT MODIFIEE, NON SEULEMENT SUR LE PREMIER PLAN, MAIS AUSSI EN PROFONDEUR: DEUX PLANS DE SILICIUM CONTIENNENT DE L'AZOTE. LE MODELE EST EN TRES BON ACCORD AVEC CE QUI A ETE OBSERVE EXPERIMENTALEMENT DANS LA LITTERATURE. IL MONTRE AUSSI QUE LA CROISSANCE DU NITRURE NE PEUT PAS ETRE HOMOGENE ET QU'AINSI, LE MODELE DE PRIGOGINE NE PEUT PAS S'APPLIQUER. NOUS AVONS REPRIS ET AMELIORER LE MODELE EN UTILISANT DES PROGRAMMES DE CALCULS D'EVENTUALITE DE REACTIONS CHIMIQUES PAR MINIMISATION DE L'ENTHALPIE LIBRE. CES CALCULS CONFIRMENT LES RESULTATS INITIAUX. ILS APPORTENT DES PRECISIONS QUANT AUX ESPECES FORMEES A HAUTES TEMPERATURES. LA VALIDITE DES MODELES ALLIANT ETUDES STRUCTURALES ET THERMODYNAMIQUES CLASSIQUES EST DISCUTEE

ETUDE THERMODYNAMIQUE ET STRUCTURALE DE LA FORMATION DES DEPOTS MINCES ISOLANTS SUR SILICIUM POUR LA MICROELECTRONIQUE. APPLICATION AU SYSTEME NH#3/SILICIUM MONOCRISTALLIN

ETUDE THERMODYNAMIQUE ET STRUCTURALE DE LA FORMATION DES DEPOTS MINCES ISOLANTS SUR SILICIUM POUR LA MICROELECTRONIQUE. APPLICATION AU SYSTEME NH#3/SILICIUM MONOCRISTALLIN PDF Author: KHALID.. CHAFIK
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LES DEPOTS MINCES ISOLANTS SUR SILICIUM OCCUPENT UNE PLACE ESSENTIELLE DANS LA MISE AU POINT DES STRUCTURES (EN PARTICULIER DES MEMOIRES) UTILISEES EN MICRO-ELECTRONIQUE SUR SILICIUM. DEPUIS LE TOUT DEBUT DE L'ETUDE DES COUCHES MINCES ISOLANTES SUR SILICIUM, PLUSIEURS AUTEURS ONT PORTE LEUR ATTENTION SUR LES REACTIONS CHIMIQUES QUI POUVAIENT SE PRODUIRE PENDANT LA FORMATION DE L'ISOLANT. GENERALEMENT, CES ETUDES ONT UTILISE DES MODELES ASSEZ ELOIGNES DE LA REALITE CHIMIQUE, ET LES PHENOMENES DE CROISSANCE DE CES COUCHES ISOLANTES RESTENT ENCORE MAL EXPLIQUES. NOUS AVONS DONC DECIDE D'ABORDER LA FORMATION DE FILMS MINCES ISOLANTS DU POINT DE VUE DE LA REACTION CHIMIQUE ET NOUS AVONS DEVELOPPE UNE APPROCHE THERMODYNAMIQUE ET STRUCTURALE DU PROBLEME. ETANT DONNE LE GRAND NOMBRE DE REACTIFS CHIMIQUES POUVANT ETRE UTILISES POUR DEPOSER DES COUCHES MINCES ISOLANTES SUR SILICIUM, NOUS AVONS INITIALEMENT LIMITE NOTRE ETUDE A LA FORMATION DE NITRURE(S) DE SILICIUM SUR DU SILICIUM MONOCRISTALLIN (100)-(21) EN UTILISANT L'AMMONIAC NH#3 COMME GAZ NITRURANT. NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE DE SURFACE TENANT COMPTE A LA FOIS DE CONSIDERATIONS CRISTALLOGRAPHIQUES ET DE CALCULS DE THERMODYNAMIQUE CLASSIQUE. LE MODELE MONTRE QUE LA SURFACE DE SILICIUM EST FORTEMENT MODIFIEE, NON SEULEMENT SUR LE PREMIER PLAN, MAIS AUSSI EN PROFONDEUR: DEUX PLANS DE SILICIUM CONTIENNENT DE L'AZOTE. LE MODELE EST EN TRES BON ACCORD AVEC CE QUI A ETE OBSERVE EXPERIMENTALEMENT DANS LA LITTERATURE. IL MONTRE AUSSI QUE LA CROISSANCE DU NITRURE NE PEUT PAS ETRE HOMOGENE ET QU'AINSI, LE MODELE DE PRIGOGINE NE PEUT PAS S'APPLIQUER. NOUS AVONS REPRIS ET AMELIORER LE MODELE EN UTILISANT DES PROGRAMMES DE CALCULS D'EVENTUALITE DE REACTIONS CHIMIQUES PAR MINIMISATION DE L'ENTHALPIE LIBRE. CES CALCULS CONFIRMENT LES RESULTATS INITIAUX. ILS APPORTENT DES PRECISIONS QUANT AUX ESPECES FORMEES A HAUTES TEMPERATURES. LA VALIDITE DES MODELES ALLIANT ETUDES STRUCTURALES ET THERMODYNAMIQUES CLASSIQUES EST DISCUTEE

ETUDE DES MECANISMES DE CREATION DE DEFAUTS LORS DE LA REALISATION DE STRUCTURES MINCES SILICIUM-SUR-ISOLANT PAR LES PROCEDES SIMOX FAIBLE DOSE ET SMART-CUT#

ETUDE DES MECANISMES DE CREATION DE DEFAUTS LORS DE LA REALISATION DE STRUCTURES MINCES SILICIUM-SUR-ISOLANT PAR LES PROCEDES SIMOX FAIBLE DOSE ET SMART-CUT# PDF Author: CAROLINE.. GUILHALMENC
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Languages : fr
Pages : 149

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LES MATERIAUX SILICIUM-SUR-ISOLANT (SOI) PRESENTENT DE NOMBREUX AVANTAGES POUR LA PRODUCTION DE NOUVELLES GENERATIONS DE CIRCUITS INTEGRES FONCTIONNANT A TRES BASSES TENSIONS. ILS CONSTITUENT DESORMAIS L'UNE DES VOIES PRINCIPALES DE RECHERCHE DANS LE DOMAINE DE LA MICROELECTRONIQUE A TRES GRANDE DENSITE D'INTEGRATION. POUR CELA, IL EST NECESSAIRE DE METTRE AU POINT DES TECHNIQUES PERMETTANT D'OBTENIR DES MATERIAUX SOI DE BONNE QUALITE, CAPABLES DE RIVALISER AVEC LE SILICIUM MASSIF. LES MECANISMES DE CREATIONS DE DEFAUTS LORS DE LA REALISATION DE DEUX TYPES DE SUBSTRATS SOI, SIMOX FAIBLE DOSE ET UNIBOND# (OBTENUS RESPECTIVEMENT PAR LES TECHNIQUES SIMOX ET SMART-CUT), ONT ETE ETUDIES. APRES IMPLANTATION DE FAIBLES DOSES D'OXYGENE (TECHNIQUE SIMOX), LA FORMATION DE COUCHES ENTERREES D'OXYDE AU COURS DU RECUIT A HAUTE TEMPERATURE A ETE APPREHENDEE. L'ETUDE DES MECANISMES DE CROISSANCE ET DE COALESCENCE DES PRECIPITES D'OXYDE A HAUTE TEMPERATURE A PERMIS D'AMELIORER LA QUALITE DIELECTRIQUE DES COUCHES ENTERREES DE SILICE. ENFIN, UNE ETUDE SYSTEMATIQUE DES DEFAUTS (DISLOCATIONS, FAUTES D'EMPILEMENT) ET DES PROPRIETES ELECTRIQUES DES FILMS DE SILICIUM DE CES DEUX MATERIAUX, A ETE MENEE PAR DIFFERENTES TECHNIQUES DE CARACTERISATION. ELLE CONSTITUE LA PREMIERE SYNTHESE COMPARATIVE DES QUALITES DE CES MATERIAUX SOI, QUI PRESENTENT ACTUELLEMENT UN FORT POTENTIEL POUR LA REALISATION DE CIRCUITS INTEGRES TRES PERFORMANTS.

Contribution à l'étude des propriétés isolantes de monocouches d'alkyltrichlorosilanes auto-assemblées sur substrat de silicium

Contribution à l'étude des propriétés isolantes de monocouches d'alkyltrichlorosilanes auto-assemblées sur substrat de silicium PDF Author: Christophe Boulas
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Le but de ce travail est d'étudier les propriétés isolantes de monocouches d'alkyltrichlorosilanes auto-assemblées sur un substrat de silicium. Nous avons tout d'abord greffé des monocouches d'alkyltrichlorosilanes (dodécyltrichlorosilane, hexadécyltrichlorosilane, octadécyltrichlorosilane) sur un substrat de silicium. La qualité structurale des monocouches est contrôlée par la température du bain de réaction. Pour nos mesures électriques, nous avons complété la structure métal-isolant-semiconducteur en déposant une contre-électrode en métal (al ;au ;ti ;pt). Nous avons montré que la conductivité à l'origine est indépendante de la longueur de la monocouche et proche de la conductivité du polyéthylène massif. Nous démontrons que les énergies de barrières aux interfaces métal-isolant-semiconducteur sont très importantes (4.5ev) pour supprimer tout effet tunnel à bas champ électrique, même à travers des films aussi minces que 1.9 nm. A plus haut champ électrique, l'augmentation du courant peut être modélisée par un courant de type tunnel assisté par le champ. Par la mise en oeuvre d'une technique de photoconductivité, la bande interdite des monocouches de dodécyltrichlorosilane, hexadécyltrichlorosilane, octadécyltrichlorosilane a été estimée à 10,1ev, 9,8ev et 9,3ev respectivement. Nous avons étudié la corrélation entre les propriétés électroniques et la qualité structurale des monocouches et nous avons montré que la bande interdite des monocouches diminuait en même temps que la qualité structurale, ce qui entraîne une augmentation des courants de fuites au travers de la monocouche. Nous avons donc montré qu'une monocouche, même extrêmement mince (de l'ordre de 2 nm) peut constituer un film isolant de très bonne qualité électrique pourvu que l'on parvienne à contrôler son architecture à l'échelle moléculaire. Ces résultats peuvent avoir des applications dans les composants ultimes de la microélectronique et en électronique moléculaire.

ICREEC 2019

ICREEC 2019 PDF Author: Ahmed Belasri
Publisher: Springer Nature
ISBN: 9811554447
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 659

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This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.

Contribution à l'étude de structures silicium sur isolant obtenues à partir de silicium poreux

Contribution à l'étude de structures silicium sur isolant obtenues à partir de silicium poreux PDF Author: Catherine Oules-Chaton
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Languages : fr
Pages : 128

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DES STRUCTURES SILICIUM SUR ISOLANT (SOI) PEUVENT ETRE OBTENUES PAR FORMATION ET OXYDATION DE COUCHES DE SILICIUM POREUX. LE TRAVAIL PRESENTE DANS CE MEMOIRE CONTRIBUE A AMELIORER LA QUALITE DES STRUCTURES OBTENUES PAR LES DEUX VOIES TECHNOLOGIQUES EXISTANTES: L'EPITAXIE DE SILICIUM SUR SILICIUM POREUX ET LA FORMATION DE COUCHES ENTERREES DE SILICIUM POREUX. DES EPITAXIES DE SILICIUM ONT ETE REALISEES PAR UNE TECHNIQUE CVD BASSE TEMPERATURE BASSE PRESSION SUR DES COUCHES DE SILICIUM POREUX FORMEES SUR SUBSTRATS FORTEMENT DOPES (P#+ ET N#+) ET SUR SUBSTRATS FAIBLEMENT DOPES (P ET N). ELLES CONDUISENT A UNE COUCHE DE SILICIUM MONOCRISTALLIN DONT LA QUALITE CRISTALLOGRAPHIQUE DEPEND DU DOPAGE DU SUBSTRAT D'ORIGINE. CETTE QUALITE EST EXCELLENTE POUR DES COUCHES EPITAXIEES SUR SILICIUM POREUX P#+ ET SE DETERIORE FORTEMENT LORS DE L'EMPLOI DE SUBSTRATS P. TOUTEFOIS, L'UTILISATION D'UNE TECHNIQUE DE RECROISSANCE EPITAXIALE EN PHASE SOLIDE PERMET DE DIMINUER FORTEMENT LA DENSITE DE DEFAUTS DE CES COUCHES. UNE NOUVELLE PROCEDURE D'OXYDATION A ALORS ETE MISE AU POINT AFIN D'OXYDER ET DENSIFIER COMPLETEMENT LA COUCHE ENTERREE DE SILICIUM POREUX. CETTE PROCEDURE QUI COMPREND UNE ETAPE A HAUTE TEMPERATURE (1300C) CONDUIT A UNE COUCHE ENTERREE D'OXYDE PARFAITEMENT DENSE ET N'ENTRAINE PAS DE DIFFUSION DE DOPANT DE LA COUCHE DE SILICIUM POREUX DANS LA COUCHE EPITAXIEE. CETTE MEME PROCEDURE A ETE EMPLOYEE POUR LA REALISATION DE STRUCTURES SOI PAR LA DEUXIEME VOIE TECHNOLOGIQUE. ELLE CONDUIT, APRES OPTIMISATION DES CONDITIONS DE FORMTION DE LA COUCHE ENTERREE DE SILICIUM POREUX, A L'ISOLATION COMPLETE ET PLANAR D'ILOTS DE SILICIUM DE 80 M DE LARGE. DES DISPOSITIFS DE TEST ONT ALORS ETE REALISES SUR CE MATERIAU ET ONT DEMONTRE QU'IL PRESENTE DES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES SEMBLABLES A CELLES D'AUTRES MATERIAUX SOI

Dépôt chimique en phase vapeur de siliciures pour la microélectronique

Dépôt chimique en phase vapeur de siliciures pour la microélectronique PDF Author: Elisabeth Blanquet
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Languages : fr
Pages : 134

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LES DISILICIURES DE METAUX REFRACTAIRES SONT D'EXCELLENTS CANDIDATS A UNE UTILISATION COMME MATERIAUX D'INTERCONNEXIONS ET DE CONTACT EN TECHNOLOGIE SILICIUM A TRES HAUT NIVEAU D'INTEGRATION. DANS LE CADRE DES RECHERCHES DE PROCEDES POUR ELABORER DES COUCHES MINCES DE CES MATERIAUX, NOUS NOUS SOMMES INTERESSES A LA TECHNIQUE DE DEPOT CHIMIQUE EN PHASE VAPEUR (CVD). CETTE ETUDE A PORTE ESSENTIELLEMENT SUR LES DISILICIURES DE TANTALE, TASI#2 ET DE TUNGSTENE, WSI#2. UNE ANALYSE THERMODYNAMIQUE PREALABLE DES SYSTEMES CHIMIQUES TA-SI-H-O-CL ET W-SI-H-O-CL- OU F A PERMIS DE DETERMINER LES VALEURS DES PARAMETRES EXPERIMENTAUX (TEMPERATURE DE DEPOT, PRESSION TOTALE, PRESSIONS PARTIELLES INITIALES DES GAZ ACTIFS) THEORIQUEMENT FAVORABLES A LA FORMATION DES DISILICIURES. A PARTIR DE CES RESULTATS, UN REACTEUR CVD, A MURS FROIDS, FONCTIONNANT A PRESSION ATMOSPHERIQUE A ETE CONCU. L'ORIGINALITE DE CELUI-CI RESIDE DANS L'ELABORATION ET LE TRANSPORT DU PRECURSEUR METALLIQUE (CHLORURE DE TA ET W) QUI S'EFFECTUENT DANS LA CHAMBRE DE CHLORURATION IN SITU. DES DEPOTS DE SILICIURES DE TANTALE ET DE TUNGSTENE ONT ETE REALISES. LA CONFRONTATION DES RESULTATS THERMODYNAMIQUES ET EXPERIMENTAUX REVELE UN ACCORD TRES SATISFAISANT ENTRE PREVISIONS ET EXPERIENCES

CARACTERISATION PAR RAYONS X DES COUCHES MINCES AMORPHES D'OXYNITRURES DE SILICIUM SIOXNYHZ PREPAREES PAR PECVD

CARACTERISATION PAR RAYONS X DES COUCHES MINCES AMORPHES D'OXYNITRURES DE SILICIUM SIOXNYHZ PREPAREES PAR PECVD PDF Author: LUC.. ORTEGA
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Languages : fr
Pages : 230

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CE MEMOIRE EST CONSACRE A LA CARACTERISATION DES COUCHES MINCES AMORPHES D'OXYNITRURES DE SILICIUM SIOXNYHZ PREPAREE PAR PECVD. CES MATERIAUX ISOLANTS JOUENT UN ROLE DE PLUS EN PLUS IMPORTANT DANS LE DOMAINE DE LA MICROELECTRONIQUE. ILS ONT DONNE LIEU A UN PROGRAMME EUROPEEN DE RECHERCHE ESPRIT-DESON QUI A IMPLIQUE SIX LABORATOIRES EUROPEENS ET DANS LEQUEL NOUS SOMMES INTERVENUS. NOUS NOUS SOMMES ATTACHES A CARACTERISER LES OXYNITRURES DE SILICIUM A L'AIDE DE PLUSIEURS TECHNIQUES X: REFLECTOMETRIE X, DIFFUSION DES RAYONS X EN INCIDENCE RASANTE, EXAFS, XANES ET XPS. L'EPAISSEUR, LA DENSITE ET LA RUGOSITE DES COUCHES ONT ETE DETERMINEES. IL EST APPARU QUE LES COUCHES SONT PEU DENSES POUR LES COMPOSITIONS PROCHES DU NITRURE DE SILICIUM A CAUSE DE LA PRESENCE D'HYDROGENE. LA DENSITE EVOLUE EN FONCTION DU TAUX D'INCORPORATION D'OXYGENE PAR RAPPORT A L'AZOTE, O/(O+N), DANS LE MATERIAU AVEC UNE TRANSITION CARACTERISTIQUE POUR O/(O+N)=0,4 QUI EST A RELIER AUX PROPRIETES PHYSIQUES DES OXYNITRURES. PAR AILLEURS, NOUS AVONS TROUVE UNE FORTE RUGOSITE POUR LES COUCHES DEPOSEES SUR FLUORURE DE CALCIUM LIEE AU MODE DE CROISSANCE. L'ETUDE STRUCTURALE A CONSTITUE NOTRE PRINCIPAL CENTRE D'INTERET ET A NECESSITE LA MISE EN UVRE DE PLUSIEURS TECHNIQUES EXPERIMENTALES DU FAIT QUE LE MATERIAU EST COMPOSE DE PLUSIEURS ESPECES ATOMIQUES. LES EXPERIENCES DE DIFFUSION DES RAYONS X ONT ETE REALISEE EN INCIDENCE RASANTE AFIN DE MINIMISER LA CONTRIBUTION PARASITE DUE AU SUBSTRAT. IL EST MONTRE QUE LA STRUCTURE DES OXYNITRURES DE SILICIUM ETUDIES N'EST PAS CONSTITUEE D'UN SIMPLE MELANGE DES PHASES BINAIRES: SILICE ET NITRURE DE SILICIUM AMORPHES. UN EFFET SUR LES PREMIERES DISTANCES INTERATOMIQUES SI-O ET SI-N A ETE OBSERVE QUI A ETE INTERPRETE PAR UNE CERTAINE HOMOGENEISATION DES SITES SI-O-SI ET SI-NH-SI POUR LES OXYNITRURES DE COMPOSITION INTERMEDIAIRES. D'AUTRES CARACTERISTIQUES SONT AUSSI RAPPORTEES

Etude des proprietes de siliciures semiconducteurs en couches minces

Etude des proprietes de siliciures semiconducteurs en couches minces PDF Author: Lyad Ali
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Hétérostructures et disponibles microélectriques à base d'oxydes High-k

Hétérostructures et disponibles microélectriques à base d'oxydes High-k PDF Author: Loic Becerra
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Languages : fr
Pages : 215

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Depuis 40 ans, l’industrie microélectronique s’est développée en exploitant la technologie CMOS silicium et en se livrant à une course effrénée vers la miniaturisation des dispositifs. Cette miniaturisation est de plus en plus limitée par l’apparition de phénomènes quantiques. Ainsi, désormais beaucoup trop fine pour autoriser des densités de courants de fuite acceptables au bon fonctionnement des transistors MOSFET, la traditionnelle couche isolante de grille SiO2-SiOxNy s’est vue détrônée au profit des oxydes high-κ qui, à structure capacitive équivalente, présentent une épaisseur physique plus importante permettant de limiter les fuites par effet tunnel. Les solutions industrielles exploitées ou développées pour les nœuds technologiques 45, 32 et 22nm sont à base d’oxydes HfO2 amorphes. En parallèle, des oxydes alternatifs amorphes ou monocristallins sont explorés dans la communauté académique pour les nœuds technologiques sub-22nm. Pour atteindre les épaisseurs équivalentes d’oxyde SiO2 (EOT) visées, de l’ordre de 0,5nm, il est important de pouvoir alors obtenir des interfaces abruptes sans couches interfaciales. Un autre critère important est la stabilité thermique des interfaces oxydes/silicium. Le premier objectif de cette thèse était d’évaluer la qualité électrique des systèmes LaAlO3 amorphe/Si et LaAlO3 amorphe/Al2O3monocristallin/Si proposés et développés à l’INL. Les hétérostructures, préparées par épitaxie par jets moléculaires (EJM), sont caractérisées par des propriétés structurales, physico-chimiques et thermodynamiques très prometteuses : interfaces abruptes et stabilité thermodynamique. De bonnes caractéristiques électriques ont été observées pour LaAlO3/Si, avec notamment l’obtention d’une valeur d’EOT de 0,5nm et des courants de fuite en accord avec les spécifications de l’ITRS pour les nœuds sub-22nm. Néanmoins, l’interface avec le silicium s’est révélée instable lors de traitements post-dépôt, avec l’apparition de couches interfaciales de silicates attribuées à la diffusion d’oxygène de contamination. Des solutions permettant de contourner ces limitations ont été proposées. Pour LaAlO3/Al2O3/Si, l’intérêt d’avoir une couche épitaxiale d’Al2O3 à l’interface est de rendre le système plus robuste envers les recuits à haute température (compatibilité CMOS) et de limiter la diffusion d’oxygène. La contrepartie est de conduire à des EOT plus élevées qu’avec le seul LaAlO3. Les mesures électriques réalisées ont démontré les potentialités de ce système bi-couches en termes d’EOT, avec l’obtention d’une valeur de 1,1nm. Cependant, l’existence de charges négatives entraîne des perturbations dans les caractéristiques électriques qui sont toutefois corrigeables avec des recuits post dépôt appropriés. L’étude des deux systèmes a conforté le choix du LaAlO3 amorphe comme diélectrique high-κ potentiel pour les futures générations CMOS. Pour sa mise en œuvre, l’élément clé serait de disposer de techniques d’élaboration permettant d’obtenir à la fois des interfaces oxyde/Si abruptes et des oxydes sans lacunes d’oxygène. Toujours en s’appuyant sur le savoir faire préalablement développé à l’INL sur les oxydes monocristallins épitaxiés sur Si, le deuxième objectif de la thèse était d’évaluer la faisabilité d’hétérostructures oxyde/silicium/oxyde pour diodes tunnel résonantes. La maîtrise des oxydes épitaxiés sur silicium a en effet relancé l’intérêt pour de tels dispositifs, qui pourraient devenir compatibles avec la technologie CMOS et offrir des applications nouvelles. Des simulations quantiques ont été réalisées et des essais de croissance menés pour les systèmes Al2O3/Si et Gd2O3/Si. La principale difficulté est de pouvoir reprendre en épitaxie une couche de silicium bidimensionnelle sans défauts structuraux. Si le système Al2O3/Si s’est révélé inapproprié, le système Gd2O3/Si, plus favorable, a permis la réalisation d’hétérostructures. Une caractéristique I-V de RTD a ainsi pu être observée pour la première fois à température ambiante pour des hétérostructures Gd2O3/Si/Gd2O3/Si(111).

FABRICATION ET CARACTERISATION DE COUCHES MINCES DE SILICIUM-GERMANIUM POLYCRISTALLIN DEPOSEES PAR LPCVD APPLICATION AUX TRANSISTORS FILMS MINCES

FABRICATION ET CARACTERISATION DE COUCHES MINCES DE SILICIUM-GERMANIUM POLYCRISTALLIN DEPOSEES PAR LPCVD APPLICATION AUX TRANSISTORS FILMS MINCES PDF Author: DENIS.. GUILLET
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Languages : fr
Pages : 138

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CE TRAVAIL EST CONSACRE A LA FABRICATION DE COUCHES DE SILICIUM-GERMANIUM NON DOPE DEPOSEES PAR LPCVD (LOW PRESSURE CHEMICAL VAPOR DEPOSITION). L'OBJECTIF FINAL EST DE SAVOIR SI DE TELLES COUCHES PEUVENT SERVIR DANS LE MONDE DE LA MICROELECTRONIQUE (C'EST-A-DIRE S'INTEGRER DANS DES DISPOSITIFS ELECTRONIQUES EN TANT QUE COUCHES ACTIVES) DANS LE BUT PAR EXEMPLE DE DIMINUER LE BUDGET THERMIQUE. UNE PREMIERE PARTIE EST DONC CONSACREE A LA FABRICATION DES COUCHES EN UTILISANT COMME GAZ DU SILANE ET DU GERMANE DILUE DANS L'HYDROGENE. NOUS AVONS ALORS ETUDIE L'INFLUENCE SUR LES VITESSES DE CROISSANCE AINSI QUE SUR LEUR ENERGIE D'ACTIVATION DES FLUX DE GAZ, DE LA PRESSION TOTALE DANS LE FOUR DE DEPOT, DE LA TEMPERATURE ET DE L'INCORPORATION DE GERMANIUM DANS LES COUCHES. IL S'AVERE QUE LA PRESENCE DE GERMANIUM MODIFIE LES CINETIQUES DE DEPOT ET IL S'ENSUIT, DANS NOTRE GAMME D'ETUDE, QUE LA VITESSE EST MULTIPLIEE PAR UN FACTEUR ALLANT JUSQU'A 5 PAR RAPPORT A DES DEPOTS DE SILICIUM. DANS UNE SECONDE PARTIE, NOUS NOUS INTERESSONS AUX CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DE CES COUCHES. LA CRISTALLISATION DES COUCHES DEPOSEES AMORPHES EST D'ABORD ETUDIEE. ENSUITE, L'ETUDE ELECTRIQUE NOUS MONTRE QUE, SELON LES CONDITIONS DE REALISATION DES FILMS, DES RESISTIVITES SUR UNE GAMME DE QUELQUES 10 .CM A 10 5 .CM SONT OBTENUES. ON A CONCLU A LA PRESENCE D'UNE DISTRIBUTION D'ETATS ACCEPTEURS DANS LA BANDE INTERDITE. CETTE DISTRIBUTION, CERTAINEMENT DUE AU GERMANIUM, PROVOQUE UNE DISPERSION SUR LES CARACTERISTIQUES DES FILMS DEPOSES AMORPHES PUIS RECUITES. L'ULTIME PARTIE CONSISTE A FABRIQUER DES TRANSISTORS EN COUCHES MINCES AVEC DU SILICIUM-GERMANIUM COMME COUCHE ACTIVE. IL S'AVERE QUE LES RESULTATS RESTENT INSUFFISANTS PAR RAPPORT A CEUX QUE L'ON