Implantation, diffusion et activation des dopants dans le germanium

par Stéphane Koffel

Thèse de doctorat en Matériaux, mécanique, génie civil, électrochimie

Sous la direction de Pascal Scheiblin et de Alain Claverie.

Soutenue en 2008

à Grenoble, INPG .


  • Résumé

    Le germanium est un candidat pour la réalisation des futurs transistors MOS, du fait de la plus grande mobilité des porteurs par rapport au silicium. Il a été abandonné il y a une quarantaine d'années au profit du silicium et doit donc être redécouvert. Le but de ce travail est de comprendre les mécanismes mis en jeu au cours du dopage du germanium. Nous déterminons d'abord que le modèle de la densité d'énergie critique permet de prédire la formation et l'extension des couches amorphes dans le germanium. La vitesse d'épitaxie en phase solide est ensuite mesurée et pour la première fois dans le germanium, nous observons des défauts end-of-range. Ceux-ci sont de nature interstitielle. Le phosphore enfin permet d'obtenir des jonctions plus fines et de meilleurs niveaux d'activation que l'arsenic. Sa diffusion est simulée, avec un modèle prenant en compte l'excès d'interstitiels généré par implantation. Un phénomène de diffusion accélérée est ainsi mis en évidence.


  • Résumé

    Germanium is a candidate for the realization of MOS transistors, because of its higher carrier mobility compared to silicon. As it was replaced by silicon fourty years ago it must be rediscovered. The aim of this work is to understand the mecanisms of germanium doping. We show that the critical da mage energy density model allows to predict the formation and thickness of amorphous layers in germanium, Then the solid phase epitaxy velocity is mesured and end-of-range defects are observed in germanium for the first time. They are made 01 interstitials. Eventually we determine that phosphorus allows to achive shallower junctions and better activation levels than arsenic Phosphorus diffusion is simulated with a model taking into account the excess of interstitials generated during implantation. This allows to describe an enhanced diffusion phenomenon.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (126 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 128 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS08/INPG/0094/D
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