Etude mécanique des films de nitrure de silicium fortement contraints utilisés pour augmenter les performances des transistors CMOS - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2009

Etude mécanique des films de nitrure de silicium fortement contraints utilisés pour augmenter les performances des transistors CMOS

Résumé

This study relates to the physical, chemical and mechanical characterization of silicon nitride thin film. These films are used to increase the performances of the transistors by inducing a strain into the channel. With this intention the films are strongly stressed by the depositions conditions. To improve even more the performances of the transistors, the film stress was increased by using multi-layer films with plasma treatment. This treatment generates a hydrogen desorption allowing the recombination of new Si-N links, leading to a stress increase. At the time of this first phase of densification, one notes in addition that the Young's modulus increases as well as in plan as out-of plan. Then, if the treatment is prolonged, desorption stops and one notes a second phase during which the porosity of film strongly decreases. This reduction seems correlated with the higher increase in the Young's modulus in the plan compared to that out-of plan, leading to film anisotropy. It is thus supposed that the pores are column-like form in the direction out-of plan
Cette étude porte sur la caractérisation physique, chimique et mécanique de films minces de nitrure de silicium. Ces films sont utilisés pour accroître les performances des transistors en induisant une déformation dans le canal. Pour ce faire les films sont fortement contraints par les conditions de dépôts. Pour améliorer encore plus les performances des transistors, la contrainte du film a été augmentée en utilisant des films multicouches avec traitement plasma. Ce traitement engendre une désorption d'hydrogène permettant la recombinaison de nouvelles liaisons Si-N, conduisant à l'augmentation de la contrainte. Lors de cette première phase de densification, on constate par ailleurs que le module de Young augmente aussi bien dans plan que hors-plan. Ensuite, si le traitement se prolonge, la désorption s'arrête et on constate une deuxième phase au cours de laquelle la porosité du film diminue fortement. Cette diminution semble corrélée à l'accroissement supérieur du module de Young dans le plan par rapport à celui hors-plan, conduisant à une anisotropie du film. On suppose donc que les pores sont de forme colonnaire dans la direction hors-plan.
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Dates et versions

tel-00520427 , version 1 (23-09-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00520427 , version 1

Citer

G. Raymond. Etude mécanique des films de nitrure de silicium fortement contraints utilisés pour augmenter les performances des transistors CMOS. Physique [physics]. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00520427⟩

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