Contribution a l'amelioration des methodes de caracterisation electrique des materiaux silicium sur isolant (soi)

par STEPHANE HENAUX

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de FRANCOIS MONDON.

Soutenue en 1998

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    L'essor actuel des technologies soi est lie a la production d'un materiau de depart de qualite, dont le juge final est le comportement electrique des circuits integres. Cette these decrit des ameliorations et de nouvelles idees pour l'evaluation des proprietes electriques des materiaux soi. Les methodes presentees sont appliquees en priorite au nouveau materiau unibond. Nous donnons d'abord une vue d'ensemble des technologies soi et des methodes de caracterisation disponibles. Nous exposons ensuite notre contribution en commencant par la mesure electrique d'epaisseur du film de silicium dans un dispositif mos, pour laquelle nous proposons une extension d'une methode existante. La duree de vie des porteurs dans le film de silicium est ensuite etudiee par les techniques recentes des transitoires de courant de drain dans des transistors mos. Nous montrons la necessite d'une approche statistique pour comparer entre eux divers materiaux soi. Nous presentons ensuite des methodes de caracterisation rapide, ne necessitant pas la fabrication de dispositifs. L'oxyde enterre et le substrat silicium sous-jacent sont etudies par sonde a mercure, apres elimination du film de silicium par voie chimique. Pour la mesure du dopage residuel du film mince soi, nous evaluons les possibilites du pseudo-transistor mos. Nous proposons par ailleurs une nouvelle methode pour determiner tres rapidement et sans ambiguite le type, applicable aux tres faibles dopages. La derniere partie est consacree a l'oxyde de grille des technologies mos-soi. Une etude en time dependent dielectric breakdown sur dispositifs mos nous permet de montrer que le comportement en claquage intrinseque est identique sur soi et sur silicium massif. Pour s'affranchir du cout et de la longueur d'une telle etude, nous proposons une nouvelle methode simple de caracterisation d'oxyde de grille sur soi, ne necessitant pas d'autre etape technologique que la realisation de l'oxyde lui-meme.


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Informations

  • Détails : 203 P.
  • Annexes : 267 REF.

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