Étude de l'intégration des matériaux à très faible permittivité diélectrique dans une structure damascène pour les filières technologiques CMOS

par Nicolas Possémé

Thèse de doctorat en Micro-électronique

Sous la direction de Olivier Pierre Etienne Joubert.

Soutenue en 2005

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    L'augmentation constante de la densité d'intégration rend le délai RC dû aux interconnexions prépondérant sur le retard dû aux transistors. Afin de réduire ce délai, l'intégration de matériau;x diélectriques à basse permittivité ainsi que de métaux à basse résistivité (Cu) est envisagée. Cependant la compatibilité de ce type de matériaux avec les différentes étapes élémentaires d'intégration doit être évaluée. Ce travail porte sur l'étude de mécanismes de gravure et l'impact des procédés de retrait résine sur des matériaux de type SiOCH (poreux et non poreux) en vue de leur intégration dans des structures de test avec une architecture simple damascène. Ces structures simple damascène sont caractérisées physiquement et électriquement. La gravure de SiOCH est contrôlée par une couche d'interaction fluorocarbonée qui se forme en surface du diélectrique lors de la gravure. La formation de la couche fluorocarbonée (épaisseur, composition) est contrôlée par les conditions plasma (pression, puissance source. . . ), les gaz utilisés et la composition du matériau. Lorsque le diélectrique est poreux, les espèces réactives du plasma diffusent à travers les pores modifiant le matériau. Ces modifications sont accentuées lors de l'étape de retrait résine. Dans ce dernier cas, il est nécessaire de développer une chimie permettant de trouver un compromis entre une modification latérale du matériau poreux limitant la diffusion de la barrière métallique et l'augmentation de la constante diélectrique.


  • Pas de résumé disponible.

  • Titre traduit

    Study of Low-k materials integration in damascene structure in CMOS technology


  • Résumé

    As device dimensions continue to shrink, RC delay in interconnects becomes more significant. This delay can be reduced by the use oflow dielectric constant (k) materials and low resistivity metals (Cu). The low k compatibility with different integration steps needs to be investigated. This work focuses on etch mechanisms and impact of ash processes on SiOCH material (porous and non porous) for their integration in single damascene architecture. This architecture is characterized physically and electrically. SiOCH etching is driven by a fluorocarbon interaction layer formed on top of the dielectric under plasma exposure. The formation of this fluorocarbon layer is governed by the plasma operating conditions (power injected in the plasma source, pressure and gas flow in the etch chamber), nature of the chemistry used and the chemical composition of the material itself. For porous materials reactive species can diffuse through the pores inducing a film modification. These modifications are increased during the ash step. Ln this last case, a new ash chemistry needs to be developed allowing a trade off between the sidewall film modification required to prevent metal barrier diffusion and the increase in the dielectric constant.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (204 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/GRE1/0081
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/GRE1/0081/D
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