Contribution à la démonstration de faisabilité d'une filière durcie, mixte, sur silicium-sur-isolant

par Elisabeth Delevoye-Orsier

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Alain Chovet.

Soutenue en 1993

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    La realisation de circuits complexes, durcis aux effets des rayonnements ionisants, impose le developpement d'une nouvelle technologie, mixte, sur silicium sur isolant reepitaxie, dmill, alliant composants mos et a jonctions et permettant l'integration monolithique de fonctions logiques et analogiques resistantes aux irradiations. Ce memoire presente une analyse approfondie des conditions d'obtention des composants a jonctions, njfet, pjfet et transistors bipolaires verticaux npn et pnp, prenant en compte l'ensemble des contraintes technologiques induites par les methodes de durcissement et par la compatibilite avec les procedes de fabrication des dispositifs cmos. L'etude du procede de fabrication met en evidence une marge de manuvre restreinte mais suffisante pour envisager l'optimisation des differents composants. Les conditions de realisation du polysilicium commun aux grilles mos et aux emetteurs des transistors bipolaires sont etablies. On souligne l'importance du dopage de grille polysilicium dans le durcissement des transistors mos. Les differents niveaux d'implantation disponibles sont communs a plusieurs dispositifs pour reduire la complexite de la technologie, en terme de nombre de niveaux de masquage, a celle d'une filiere bicmos classique. Une fois calibrees, les simulations de procede, a une ou deux dimensions, permettent d'affiner les conditions de realisation. Les caracterisations electriques des composants obtenus, ainsi que la poursuite de l'etude des conditions de realisation mettent en evidence la possibilite d'elaborer une filiere fortement durcie, rapide et bas-bruit, pour laquelle l'optimisation simultanee de six composants est possible. Les caracterisations en bruit des pjfet et des npn permettent de souligner la bonne qualite du procede de fabrication. La complexite globale de la filiere, penalisante lors de la realisation de circuits, est reduite lors du choix, par les concepteurs, des composants les mieux adaptes a l'application parmi les six disponibles. La realisation de six composants optimises, l'etude de leur fiabilite et du rendement de fabrication des circuits constituent les etapes futures du developpement de dmill.


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