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Etude de la fiabilité de l'oxyde SiO2 dans les dispositifs CMOS avancés et les mémoires non-volatiles
| Auteur / Autrice : | David Pic |
| Direction : | Didier Goguenheim |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Physique, modélisation et science pour l'ingénieur. Physique, modélisation des systèmes complexes |
| Date : | Soutenance en 2007 |
| Etablissement(s) : | Aix-Marseille 1 |
| Partenaire(s) de recherche : | autre partenaire : Université de Provence. Section sciences |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
La fiabilité du diélectrique SiO2 suscite toujours un intérêt majeur pour l'intégration des nouvelles technologies et le développement de méthodes adaptées à l'évaluation de la qualité de l'oxyde lors de la fabrication des produits. L'épaisseur de cette couche n'a cessé de diminuer et est devenue inférieure à 1. 5 nm pour les technologies les plus avancées. L'origine physique du mécanisme responsable du claquage pour cette gamme d'oxyde n'est pas encore totalement élucidée. D'autre part, l'intégration des mémoires EEPROM est confrontée au mécanisme de courant de fuite induit par contrainte électrique qui constitue un souci majeur pour la fiabilité devant garantir la conservation de l'information pendant 10 ans. Le site de STMicroelectronics de Rousset a pour vocation de transférer en production des technologies CMOS de la filière du 90 nm avec des mémoires non-volatiles embarquées. L'un des principaux secteurs de son activité concerne les applications automobiles fonctionnant à 150ºC. Dans ce cadre à la fois fondamental et appliqué, ce mémoire traite la fiabilité des oxydes. Nous avons abordé deux domaines : La fiabilité des oxydes ultra-minces (<3. 5nm) et La fiabilité des oxydes dans les mémoires EEPROM (6-8nm). Nous avons établi plusieurs conclusions concernant le mécanisme de rupture de la liaison Si-H par excitation vibrationnelle permettant d'expliquer le claquage dans les oxydes minces. Les mémoires EEPROM utilisent une gamme d'oxyde très sensible au mécanisme de courant induit par contrainte électrique, communément appelé « SILC ». Elles nécessitent une meilleure compréhension de ce mécanisme pour interpréter et comprendre la perte de charge dans les plans mémoire.