Etude de la condensation du SiGe pour l'élaboration de canaux contraints : application aux technologies CMOS avancées

Depuis quelques annees, la course a la reduction des dispositifs electroniques souffre d’effets de reduction des tailles des transistors. De ce fait, l’amelioration des performances des briques de bases des circuits integres, les transistors CMOS, se fait par le biais de modification de leur architecture, des materiaux composant leur structure et par l’integration de « boosters » de performances suivant les applications visees. L’utilisation de nouveaux materiaux pour le canal tels que le germanium (Ge) couplee a l’integration de deformation elastique permet d’avoir une amelioration de la mobilite des porteurs grâce aux proprietes intrinseques plus interessantes que le silicium.Cela est rendu possible par la succession d’une etape de croissance cristalline de SiGe sur substrat SOI et d’une etape dite de «condensation du SiGe» permettant l’oxydation thermique selective de l’alliage SiGe et l’homogeneisation de la structure en profondeur par le phenomene de diffusion solide. La difficulte reside en la fabrication de structures SGOI de forte teneur en Ge de bonne qualite, c’est-a-dire possedant une concentration en Ge maximale, une deformation elastique maximale tout en limitant la degradation de la qualite cristalline de la couche de SiGe.Une etude preliminaire de l’oxydation thermique du SiGe en four industriel nous a permis de bien maitriser les deux phenomenes mis en jeu lors de la condensation du SiGe en four par l’etude des cinetiques d’oxydation et de la redistribution du Ge lors d’un traitement thermique. L’etude de l’influence de divers parametres d’oxydation sur la deformation elastique et la formation de defauts cristallins au sein du SiGe nous a permis de determiner les conditions les plus favorables pour la fabrication de films SGOI de haute qualite ainsi que de determiner les limitations existantes aujourd’hui pour l’utilisation du procede de condensation du SiGe pour une application a l’echelle industrielle.