Modulation du travail de sortie de grilles métalliques totalement siliciurées pour des dispositifs CMOS déca-nanométriques

par Delphine Aime

Thèse de doctorat en Dispositifs de l'électronique intégrée

Sous la direction de Abdelkader Souifi et de Daniel Bensahel.

Soutenue en 2007

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Les transistors Métal-Oxyde-Semiconducteur à effet de champ (MOSFETs) atteignent aujourd’hui des dimensions nanométriques. Afin de pouvoir améliorer les performances, la densité d’intégration et le coût des circuits électroniques, il est intéressant d’implémenter de nouveaux matériaux tels que des grilles métalliques. Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l’étude des siliciures de nickel et plus particulièrement sur la modulation du travail de sortie effectif de grilles métalliques totalement siliciurées. En effet, pour des dispositifs CMOS, et plus particulièrement pour des applications haute performance, il est utile de pouvoir faire varier ce travail de sortie effectif vers des valeurs correspondant aux bords de bande du silicium. Cette étude s’articule autour de trois axes principaux de recherche: la formation du siliciure de nickel, la modulation du travail de sortie sur SiO2 et sur diélectrique à haute permittivité, et enfin l’intégration de la grille totalement siliciurée. Ainsi, dans un premier temps, nous sommes nous plus particulièrement intéressés à la formation des siliciures de nickel dans des grilles Poly-Si où tout le silicium est consommé lors de la réaction. Puis, des capacités MOS totalement siliciurées ont été réalisées afin d’étudier la modulation du travail de sortie par pré-implantation de la grille Poly-Si et par le contrôle de la phase en contact avec le diélectrique de grille. Enfin, dans une perspective d’intégration de la grille totalement siliciurée, différentes voies ont été explorées.

  • Titre traduit

    Work function modulation of totally silicided metal gates for deca-nanometric CMOS device


  • Résumé

    Nowadays, Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs) are reaching nanometric dimensions. To enhance transistors performance, integration density and decrease the cost of electronic circuits, it could be interesting to implement new materials such as metal gates. The work presented in this PhD deals with nickel silicides and more particularly with totally silicided metal gate effective work function. Indeed, for CMOS devices, and especially for high performance applications, it can be useful to modulate the effective work function towards silicon band edge values. This study focuses on three main research axes: nickel silicide formation, work function modulation on SiO2 and high-k dielectric, and finally totally silicided gate integration. We were thus particularly interested in nickel silicide formation in Poly-Si gate under conditions where the silicon is fully consumed by the reaction. Then, MOS capacitors have been realized to study work function modulation by Poly-Si pre-implantation and control of the silicide phase in contact with de dielectric. Finally, several totally silicided gate integration schemes have been investigated.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (259 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 253-254. Glossaire

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3268)
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