co du gip cnfm, paris, 26 novembre 2009 mesure des coefficients de diffusion de larsenic dans le ni...
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CO du GIP CNFM, Paris, 26 Novembre 2009
Mesure des coefficients de diffusion Mesure des coefficients de diffusion de l’arsenic dans le Nide l’arsenic dans le Ni22Si Si
polycristallinpolycristallin
IM2NP – Marseille :IM2NP – Marseille : I. Blum, A. Portavoce, D. Mangelinck, R. Daineche, K. Hoummada, J. I. Blum, A. Portavoce, D. Mangelinck, R. Daineche, K. Hoummada, J.
Bernardini Bernardini
MFA – Budapest : MFA – Budapest : J.L. LábárJ.L. Lábár
CEA–LETI Grenoble : CEA–LETI Grenoble : V. CarronV. Carron
I. Objectif de l’étude
Objectif :
1) Nettoyage pré-dépôt
2) Dépôt du métal 3) Recuit rapide (RTA1)
4) Retrait sélectif de métal
Source Drain
Si
Ni2SiGate
5) RTA2 : formation de NiSi
Pourquoi la diffusion des dopants dans les siliciures est importante ?
Les siliciures sont utilisés pour réduire la résistance de contact.
Siliciure utilisé actuellement : NiSi
Il est formé par le procédé SALICIDE (Self ALigned silICICDE).
NiSi
1. Formation de Ni2Si à l’interface
2. Formation de NiSi à l’interface
I. Objectif de l’étude
Ni Si
Ni2Si
NiNi2Si SiNi2Si
NiSi
Ni2SiNiSi Si
Diffusion + différence de solubilité entre les phases
=Redistribution
1021
1020
1019
1018
1017
Depth (nm)
K.Hoummada et al., Micro. Eng. 83(2006) pp. 2264-2267
Accumulation
Une accumulation à l’interface permet d’améliorer les propriétés électriques de la structure siliciure silicium
Des données sur la diffusion et la solubilité des dopants dans Ni2Si et NiSi sont nécessaires
Mesure des coefficients de diffusion de As dans Ni2Si
Redistribution des dopants
II. Mesure des coefficients
• Formation d’une couche de Ni2Si polycristallin
Echantillons de Ni2Si implantés en As
SiO2SiO2 Ni2Si Si
1. Echantillons 2. Mesures de profils concentration
Grains
Joints de grains
Microscopie électronique en transmission (MET)
Spectrométrie de Masse d’Ions Secondaires (SIMS)
• Observation de la diffusion après recuit
650°C
II. Mesure des coefficients
Simulations de diffusion en 2D par la méthode des élements finis
Interface
Interface
As implanté
Volume
1 joint de grain
Diffusion dans un film mince polycristallin à grains colonnaires
• Diffusion lente en volume et rapide aux joints de grain
3. Modèle 4. Simulations de diffusion
• Mesure des paramètres d’Arrhénius
II. Mesure des coefficients
Projection des distribution en 2D et fit des profils mesurés
• Détermination des coefficients de diffusion en volume et aux joints de grain
Détermination de la dépendance en température des coefficients
5. Fits des profils et mesures de coefficients…
6. … à différentes températures
Préparation d’échantillons de Ni2Si polycristallin implantés en As
Observation de la diffusion de l’As Utilisation d’un modèle expliquant la forme des profils de concentration Comparaison des profils mesurés à des simulations 2D
Perspectives :
• Même étude pour le siliciure NiSi
• Mêmes mesures pour d’autres éléments diffusion du Bore…
• Etude de la solubilité et observation de la redistribution Sonde Atomique Tomographique
III. Conclusion
Mesure des coefficients de diffusion de l’As en volume et aux joints de grains de Ni2Si
Meilleure compréhension de la redistribution des dopants lors de la formation des siliciures de Ni
Elaboration d’un modèle de redistribution
Observations par Sonde Atomique TomographiqueObservations par Sonde Atomique Tomographique
exemple : Précipités riches en B dans NiSiexemple : Précipités riches en B dans NiSi