Elaboration d'oxydes à forte constante diélectrique sur silicium par épitaxie par jets moléculaires

par Sébastien Gaillard

Thèse de doctorat en Dispositifs de l'électronique intégrée

Sous la direction de Guy Hollinger.

Soutenue en 2005

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon .


  • Résumé

    Le remplacement des oxydes de grille en SiO2 par des oxydes à plus forte constante diélectrique (high k) est inéluctable pour les technologies CMOS sub 50 nm, notamment pour les circuits à basse consommation d'énergie. Il s'agit dans ce projet de développer une technologie de fabrication de films minces d'oxydes monocristallins, à forte constante diélectrique, épitaxiés sur silicium, qui pourrait prendre le relais des technologies à base de films amorphes comme HfO2, dans les futures filières 45 nm ou 32 nm. La technique d'épitaxie choisie est l'épitaxie par jets moléculaires qui présente l'intérêt d'avoir un maximum de flexibilité. Les procédés sont développés sur un réacteur 2 pouces. Le matériau de départ est l'oxyde LaAIO3 qui possède une structure cubique de type pérovskite. Ce travail a posé les bases de stratégies "matériaux" qui devraient permettre de réaliser, dans le futur, des hétérostructures oxydes épitaxiés/Silicium répondant aux objectifs visés en microélectronique.

  • Titre traduit

    High dielectric constant oxide elaboration on silicium by molecular beam epitaxy


  • Résumé

    Downscaling of CMOS devices calls for an equivalent oxide thickness (EOT) of the gate dielectric less than 1 nm as wells as a low gate leakage current. LaAIO3 (LAO) perovskite oxide is a potential high-k dielectric candidate for the replacement of SiO2 in the sub-100 nm CMOS technology on Silicon. Among many possible deposition methods. Molecular Beam Epitaxy (MBE) has shown to be an adequate technique for preparing high-k dielectrics because it can produce high quality crystalline films with atomically sharp interfaces. This work posed the bases of strategies "materials" which should make it possible to realize, in the future, of the epitaxial heterostructures oxides/Silicium answering the aims had in micro-electronics.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (184 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 185 réf.

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  • Bibliothèque : Ecole centrale de Lyon. Bibliothèque Michel Serres.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T2013
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