Etude par microscopie électronique en transmission et diffraction des rayons X des phénomènes de décollement aux interfaces barrière de diffusion TiN/Ti- diélectrique

par Lahouari Fares

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Ahmed Charaï.

Soutenue en 2000

à Aix-Marseille 3 .


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  • Résumé

    Ce travail porte sur la recherche de l'origine de decollements qui se produisent en fin de fabrication de certains circuits integres elabores par atmel-es2. Ces decollements, survenant a l'interface ti/dielectrique lors d'une montee en temperature (sio 2 ou bpsg = verre borophosphosilicate), sont plus nombreux lorsque le dielectrique est du bpsg. Afin de comprendre cette difference de comportement, nous avons realise une etude comparative en fonction du dielectrique, avant et apres recuit, par diffraction des rayons x (microstructure des couches cristallines) et microscopie electronique en transmission couplee a la spectroscopie d'electrons en pertes d'energie et a la spectroscopie de rayons x en dispersion d'energie (caracterisation des interfaces, des nanophases formees lors du recuit). La difference fondamentale observee est la reactivite a l'interface ti/dielectrique : dans le cas du bpsg, la formation de ti 5si 3 est precedee de celle d'une couche amorphe enrichie en p. Le ti 5si 3 se forme cette fois-ci par reaction entre le ti et cette couche amorphe. La cinetique de croissance du ti 5si 3 au detriment de la couche amorphe est ainsi fortement ralentie par rapport a la reaction ti/sio 2. Or, la formation d'un siliciure de titane, a l'interface ti/dielectrique, est un moyen connu d'ameliorer l'adhesion. Ainsi, l'existence de cette couche amorphe en fin de fabrication des composants constitue une faiblesse pouvant conduire a une delamination. En conclusion, la microscopie electronique couplee a l'analyse chimique a l'echelle atomique nous a permis, pour la premiere fois a notre connaissance, d'identifier, d'un point de vue chimique et structural, la couche responsable des decollements aux interfaces ti/bpsg.

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  • Détails : 73 p

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Saint-Jérôme). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T 2737/A-B
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