Etude, développement et caractérisation de procédés de dopage par plasma appliqués aux technologies électroniques avancées

par Fabrice Lallement

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Jean-Claude Portal.

Soutenue en 2005

à Toulouse, INSA .

  • Titre traduit

    Study, development and characterization of plasma doping processes for advanced electronic technologies


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    A l'heure de la technologie CMOS 65nm, le procédé d'implantation standard usuellement utilisé n'est plus en mesure de réaliser les jonctions requises pour les futures générations de transistors. Le dopage par plasma (PLAD) introduit depuis quelques années en microélectronique semble donc un candidat idéal pour relever ce challenge. Basé sur le principe de la décharge plasma à champ électrique continu, ce procédé permet d'implanter simultanément toute la plaque de silicium tout en s'affranchissant des problèmes liés au transport des ions à basse énergie. L'optimisation des procédés d'implantation (dopage par plasma et implantation ionique) basée sur la méthodologie des plans d'expériences (DOE) et complétée par des études fondamentales concernant la diffusion et l'activation des dopants nous a permis de mettre en évidence des mécanismes physiques spécifiques en particulier pour les jonctions de type P+/N. Pour la première fois, le dopage par plasma a été intégré avec succès sur une plateforme CMOS digitale 65nm pour la réalisation des extensions source-drain N+/P et P+/N, puis sur une plateforme CMOS imageur afin de réduire le courant d'obscurité. L'intérêt du procédé PLAD combiné à un recuit avancé de type flash a pu être démontré en vue de répondre aux spécifications des transistors CMOS 45nm et en deçà. La finalité industrielle de nos travaux nous a conduit à évaluer la fiabilité de l'équipement de dopage par plasma et nous a permis de souligner certains inconvénients inhérents à l'utilisation d'un plasma. Des modifications ont donc été proposées et intégrées sur l'équipement afin d'accroître la robustesse du procédé. Des applications avancées ont enfin été testées et ont révélé la possibilité d'une part de modifier la cinétique de croissance d'oxydes thermiques par implantation d'espèces inertes (Ar, Xe) et d'autre part de doper conformément des structures surélevées. Des premiers résultats très encourageant ont d'ailleurs été obtenus en intégrant le dopage par plasma sur des transistors non planaires de type Finfet.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (170 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 166-170

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2005/814/LAL
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