Développement et caractérisation de nouveaux procédés de passivation pour les capteurs d'images CMOS
Auteur / Autrice : | Fatima Zahra Ait Fqir Ali |
Direction : | Guo Neng Lu |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Électronique, micro et nano-électronique, optique et lasers |
Date : | Soutenance le 01/10/2013 |
Etablissement(s) : | Lyon 1 |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : INL - Institut des Nanotechnologies de Lyon, UMR5270 (Rhône) |
Jury : | Président / Présidente : Catherine Bru-Chevallier |
Examinateurs / Examinatrices : Pierre Magnan, Daniel Bensahel, Didier Dutartre | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Mathiot, Marcel Pasquinelli |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
La conception des futures générations de capteurs d'images CMOS, nécessite l'intégration de structures 3D telles que les tranchées profondes d'isolation, ou encore l'adoption de nouvelles architectures telles que les capteurs d'images à illumination face arrière. Cependant, l'intégration de telles architectures engendre l'apparition de nouvelles interfaces Si/SiO2, pouvant être la source d'un fort courant d'obscurité Idark, dégradant considérablement les performances électro-optiques du capteur. Ainsi, dans le but d'éliminer le Idark et d'augmenter l'efficacité de collecte et de confinement des photoporteurs au sein de la photodiode, la passivation de ces interfaces par l'introduction d'une jonction fortement dopée a été étudiée. D'une part, la passivation de la face arrière a été réalisée par implantation ionique activée par recuit laser pulsé. Grâce à un traitement très court et localisé, le recuit laser a démontré sa capacité à réaliser des jonctions minces et très abruptes. Une très bonne qualité cristalline ainsi que des taux d'activation avoisinant les 100% ont pu être atteint dans le mode fusion. Le mode sous-fusion quant à lui permet d'obtenir des résultats prometteurs en multipliant le nombre de tir laser. Les résultats électriques ont permis de distinguer les conditions optimales d'implantation et de recuit pour l'achèvement d'un faible niveau de Idark comparable à la référence en vigueur ainsi qu'une bonne sensibilité. Le deuxième axe d'étude s'est intéressé à la passivation des flancs des DTI par épitaxie sélective dopée in-situ. Des dépôts très uniformes de la cavité accompagnés d'une très bonne conformité de dopage le long des tranchées ont pu être réalisés. Les résultats sur lot électrique ont montré un très faible niveau de Idark supplantant la référence en vigueur