Transistors en couches minces de silicium : de la cristallisation en phase solide a la cristallisation laser

par YOUR HELEN

Thèse de doctorat en Electronique

Sous la direction de FRANCOIS RAOULT.

Soutenue en 2000

à Rennes 1 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Ce travail de these est consacre a la fabrication de transistors en couches minces de silicium cristallise par laser. L'objectif est de definir les parametres de cristallisation conduisant aux transistors les plus performants en terme de mobilite, de tension de seuil et de pente sous le seuil. La premiere phase du travail concerne l'etude de la cristallisation de la couche de silicium par un laser excimere de grande surface developpe par la societe sopra. Cette premiere etude a mis en evidence que dans le cas d'une cristallisation effectuee dans l'air, une energie de 600 mj/cm 2 associee a 10 impacts conduisait aux transistors les plus performants. Une etude structurelle de la couche en fonction de l'energie ainsi qu'une simulation de la fusion de la couche de silicium soumise a un impact ont confirme cette energie de cristallisation optimale. Bien que presentant des performances statiques interessantes ( f e = 140 cm 2/v. S), ces structures souffrent d'un manque de stabilite lorsqu'elles sont soumises a un stress electrique. Ce probleme de stabilite est probablement lie a la precipitation d'impuretes dans la couche de silicium lors de l'impact laser. Une etude de la cristallisation sous atmosphere neutre a par consequent ete menee. L'evolution de la morphologie des couches a situe l'energie de cristallisation optimale a 630 mj/cm 2. Ce resultat est confirme par les performances optimales des transistors a cette energie ( f e = 180 cm 2/v. S). Outre ces performances electriques tres satisfaisantes, ces transistors s'averent plus stables que ceux fabriques a partir d'une couche cristallisee dans l'air. La seconde partie de cette these aborde la cristallisation des couches de silicium par un laser solide (nd : yvo 4). La structure anisotropique des grains issus de cette cristallisation, induit des performances differentes des transistors selon leur orientation par rapport au balayage du laser. Les transistors paralleles presentent une mobilite moyenne de 350 cm 2/v. S alors que les transistors perpendiculaires ont une mobilite plus faible (220 cm 2/v. S). En outre, nous avons montre que reduire la taille des composants permettait d'augmenter la mobilite d'effet de champ ( f e = 470 cm 2/v. S).


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Informations

  • Détails : 135 p.
  • Annexes : 82 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2000/140
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