Thèse soutenue

Caractérisation et optimisation des procédés de gravure plasma haute densité pour application sur des dispositifs de type mémoires électroniques avancées
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Auteur / Autrice : Maria Mercedes Rizquez Moreno
Direction : Agnès Roussy
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Microélectronique
Date : Soutenance le 08/11/2016
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
Partenaire(s) de recherche : Entreprise : STMicroelectronics
Laboratoire : Département Sciences de la Fabrication et Logistique
Jury : Président / Présidente : Marco Reis
Examinateurs / Examinatrices : Agnès Roussy, Marco Reis, Jean-Pierre Landesman, Rémi Dussart, Jacques Pinaton, Julien Pasquet
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Landesman, Rémi Dussart

Résumé

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Parmi d’autres caractéristiques, la mémoire électronique idéale doit présenter une faible consommation d'énergie, haute densité et de la rapidité en lecture/écriture/effacement. Différents types de mémoires ont été ainsi développées. Un exemple en l’eSTM (Embedded Select Trench Memory). Ce travail de thèse étudie la caractérisation et l'optimisation des procédés de gravure plasma utilisés dans la fabrication de cette nouvelle technologie développée par STMicroelectronics Rousset, l'eSTM. Ce travail a été fortement lié à la caractérisation des parois du réacteur, le plasma lui-même et la surface de la plaquette de silicium. La caractérisation chimique des surfaces exposées aux plasmas a permis de caractériser et d'optimiser ce nouveau procédé de gravure. De plus, cette étude vise également à comprendre les dépôts sur les parois du réacteur qui se produisent pendant la gravure de la tranchée de l’eSTM. Ces interactions sont responsables de l’absence de reproductibilité des procédés de gravure. La gravure plasma est contrôlée par la formation d'une couche de passivation se formant en surface des flancs du silicium. La maitrise de cette couche par les conditions du plasma (pression, puissance source débit de gaz...) a permis de développer un model innovant afin d'optimiser le CD de la tranchée. De plus, cette thèse a également porté sur l'étude des dérives des CD au niveau des STI (Shallow Trench Isolation). Des mesures correctives ont été développées afin de contrôler les sources de variations en créant une nouvelle stratégie de gravure pour corriger la dispersion des CD entre lots (25 plaquettes de silicium).