Etude de matériaux diélectriques à très faible permittivité déposés par voie chimique en phase vapeur développés pour l\u27isolation des interconnexions cuivre des circuits intégrés pour les générations technologiques 45 nm et 32 nm

Les besoins en performance des générations sub-65 nm impliquent l\u27utilisation de films diélectriques à très faible permittivité relative dans les interconnexions. Avec l\u27introduction du cuivre, deux films diélectriques interviennent dans l\u27architecture : un isolant entre les lignes métalliques et une barrière diélectrique recouvrant le dessus de ces lignes. Pour la génération 45 nm, le film isolant interligne de très faible permittivité relative est obtenu en introduisant de la porosité dans une matrice SiOC. Ces films poreux sont un véritable saut technologique pour l\u27ensemble de la chaîne de réalisation des interconnexions. Les barrières diélectriques doivent aussi présenter une permittivité relative faible. Dans ce but, le film SiCN, utilisé pour la génération 65 nm, doit être remplacé par un matériau présentant les mêmes caractéristiques barrière mais une densité moindre pour satisfaire les besoins en performances électriques. Le film isolant interligne présenté dans cette étude est basé sur une approche non porogène, dite de restructuration. Létude du procédé de dépôt et des caractéristiques du film a permis de mettre en évidence les phénomènes physiques à lorigine de la structure à gradient du film. Les propriétés mécaniques ont pu être déterminées par nanoindentation à partir dune méthode de mesure sur multicouches. Lamélioration de la tenue mécanique de ce film poreux a été étudiée avec un traitement thermique assisté par rayonnement ultraviolet. Son efficacité dépend du temps dexposition et de latmosphère dans la chambre de traitement. De plus, la cinétique de réticulation de la structure SiOC est liée à la densité du film. Enfin, la faisabilité de lintégration de ce film a été démontrée. En ce qui concerne les barrières diélectriques, deux solutions pour la génération 45 nm ont été comparées : une barrière SiC stabilisée par plasma et une bicouche SiCN. Lefficacité en tant que barrière à la diffusion a été mesurée grâce à deux méthodes développées dans cette étude. Cela a permis de mettre en évidence les performances de ces nouvelles couches