Soutenance de thèse 08/12/2023 - Andréa Newman - Approches innovantes pour promouvoir la formation du siliciure CoSi2 pour les technologies avancées 65 nm

Annonce de soutenance de thèse

Mlle. Andréa NEWMAN
 

(ED352: Physique et sciences de la matière : spécialité matière condensée et nanosciences )

Soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés :

Approches innovantes pour promouvoir la formation du siliciure CoSi₂ pour les technologies avancées 65 nm

Dirigé par : Dominique MANGELINCK (IM2NP - CNRS) et Magali GREGOIRE (STMicroelectronics)

 le vendredi 8 Décembre 2023 à 10h

Lieu : 52 Avenue Escadrille Normandie Niemen 13013 Marseille, Université Aix-Marseille, campus de St Jérôme, Salle des thèses

Résumé

Dans l’industrie microélectronique, les siliciures de cobalt sont actuellement utilisés pour former les contacts entre les transistors et les interconnections de cuivre. Cependant, à partir du nœud technologique 65 nm, désignant le largueur de grille du transistor, la formation de la phase CoSi₂ de faible résistivité est devenue plus difficile à cause de la réduction de cette dimension critique. Différents axes de recherche ont donc été abordés durant ce travail de thèse pour promouvoir la formation de couches minces de CoSi₂ pour ce type de technologie, notamment de manière à rendre possible sa réalisation dans les usines 200 mm. Tout d’abord, une première étude a été menée sur la préparation de surface du substrat Si avant le dépôt d’un film mince de Co afin de mettre exergue l’influence de différents procédés sur la microstructure et l’épaisseur des siliciures formés après les recuits thermiques. La pré-amorphisation par implantation (PAI) du substrat Si a été l’objet d’une seconde étude car la PAI a une influence sur la force motrice de germination du CoSi₂, sur la stabilité thermique et la taille de grains du disiliciure de cobalt ainsi que sur les propriétés électriques des dispositifs. De plus, l’utilisation d’une couche intermédiaire de Ti entre la couche mince de Co et le substrat Si a été étudiée dans le but d’améliorer la qualité épitaxiale du film final de CoSi₂, et donc sa stabilité thermique. La présence ou non de la couche d’encapsulation en TiN modifie l’effet de la couche intermédiaire de Ti. Différents alliages Co_1-xNi_x ont également été étudiés dans le détail afin de définir une concentration en Ni optimale de cet alliage en vue d’une utilisation industrielle. L’ensemble des résultats expérimentaux sont discutés et analysés en termes de formation des phases et de propriétés des films de CoSi₂. Des perspectives pour l’intégration de ces différentes méthodes au sein d’un processus industriel sont également proposées à la fin de ce manuscrit.

Figure 1 : Mesure EBSD de l’échantillon P2 (HF + SC1 + SSE12) après un processus Salicide complet avec a) Carte d’orientation le long de la direction normale de la surface de l’échantillon, b) Figure de pôle inverse (IPF) perpendiculaire à (001) direction et c) Carte de couleur.

Mots clés: 

Siliciure de cobalt, contacts CMOS, préparation de surface, pré-amorphisation par implantation, alliage Co_1-xNi_x, couche intermédiaire.

Composition du jury :