Intégration de diélectriques haute permittivité et de grilles métalliques dans un procédé CMOS SUB-0.1[mu]m

Avec la réduction incessante des dimensions dans les technologies CMOS, l'oxyde de grille SiO2 et la grille silicium polycristallin commencent à montrer leurs limites. En effet, courant tunnel d'une part, forte résistivité et déplétion de grille d'autre part sont autant d'effets parasites qui dégradent fortement les caractéristiques des transistors des générations sub-0.1æm. Une rupture technologique avec l'intégration de diélectriques haute-permittivité et de grilles métalliques apparaissent donc nécessaire. Dans ce mémoire, nous nous sommes attachés à démontrer le fonctionnement de transistors intégrés avec ces nouveaux matériaux. Dans un premier temps, une sélection a dû être faite parmi ceux-ci en fonction de leurs propriétés et de leur disponibilité. Notre choix s'est arrêté sur l'utilisation du HfO2 comme diélectrique haute permittivité et du TiN/W ou du CoSi2 comme grille métallique. Nous avons réfléchi sur les différentes possibilités d'intégration de ces matériaux et choisi de développer une filière technologique spécifique basée sur le principe de " remplacement de grille ", permettant d'éviter les problèmes que présentent ces nouveaux matériaux (difficulté de gravure, faible résistance en température,). La réalisation et l'étude de transistors avec HfO2 et grille silicium polycristallin ou TiN nous ont permis de démontrer et de développer l'intégration du HfO2 dans un procédé CMOS. Enfin, nous présentons la réalisation de transistors à grille métallique en CoSi2 (obtenue par siliciuration totale d'une grille en silicium polycristallin). Notons que cette technique semble prometteuse au vu du challenge que représente l'intégration de grilles métalliquesGRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF