Etude des mécanismes de la gravure isotrope sélective pour des dispositifs avancés de microélectronique
par Véronique Caubet-Hilloutou
Thèse de doctorat en Physique des plasmas
Sous la direction de Laïfa Boufendi et de Stéphan Borel.
Soutenue en 2006
à Orléans .
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Résumé
Les limitations technologiques actuelles liées à la réduction des dimensions des dispositifs montrent la nécessité de développer des architectures alternatives au transistor classique afin de poursuivre la course à la miniaturisation tout en offrant des performances électriques améliorées. Diverses structures basées sur le retrait d'une couche sacrificielle en vue de son remplacement par un diélectrique sont actuellement à l'étude. L'étape clef dans la réalisation de ces architectures est donc le retrait sélectif de cette couche sacrificielle constitué d'un alliage de SiGe. L'étude des paramètres machine (gaz, pression, puissance) a permis de développer le procédé ayant la meilleure sélectivité. Il est obtenu pour des faibles densités d'espèces gravantes, c'est-à-dire pour des fortes pressions et des faibles puissances (1500 mtorr et 200 W). Par ailleurs, une corrélation a été établie entre l'évolution de la sélectivité du procédé et la nature du matériau d'un point de vue proportion de germanium dans l'alliage et dopage de la couche. La deuxième partie du manuscrit consiste en l'analyse du procédé inverse au précédent : la gravure isotrope du silicium sélectivement par rapport au silicium-germanium. Celui-ci permet la réalisation de transistor de type SON avec un canal en SiGe. L'avantage ici est d'améliorer les performances en terme de mobilité des porteurs. Une chimie en CF4/O2/N2 a montré une sélectivité très grande pour laquelle la consommation du canal de conduction est inférieure à 2 nm. Des analyses de surface par XPS ont montré que cela est lié à la formation d'une couche de passivation riche en oxygène sur la couche de SiGe pendant le procédé de gravure.
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Titre traduit
Mechanisms study of isotropic and selective etching for advanced devices in microelectronics field
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