Modélisation physique et simulation de défauts étendus et diffusion des dopants dans le Si, Soi et SiGe pour les MOS avancés

Dans les transistors MOS avances, la realisation de jonctions ultraminces (<15 nm) abruptes et fortement dopees par implantation ionique de dopant reste la voie privilegiee pour l'elaboration des extensions source/drain (S/D). Cependant, au cours du recuit d'activation, cette methode s'accompagne de la formation de defauts etendus de type interstitiel et d'agglomerats defauts-dopants qui sont a l'origine de problemes majeurs tels que la diffusion acceleree et transitoire (TED) des dopants et la degradation des proprietes electriques des jonctions. L'objectif de cette these a ete de modeliser de facon globale ces differents phenomenes physiques afin de predire la distribution des dopants dans les extensions S/D. Pour ce faire, nous avons d'abord simule la croissance competitive de type maturation d'Ostwald que se livrent ces defauts au cours du recuit et nous l'avons couplee a la diffusion des dopants, notamment dans les cas d'interet technologique, lorsque l'etape d'implantations a forte dose cause la formation d'agglomerats defauts-dopants engendrant une immobilisation et une inactivation partielle du dopant dans le silicium. Nous avons ensuite etendu les modeles developpes dans le silicium aux cas de nouveaux materiaux tels que le SOI (Silicon-On-Insulator) ou le SiGe (alliage silicium/germanium). Enfin, les modeles elabores et calibres pour la fabrication des jonctions ultra-fines ont ete valides en simulant electriquement les technologies industrielles en developpement a STMicroelectronics-Crolles : C65 SOI et SiGe 45, avec une attention particuliere aux effets de petites geometries tels que le SCE (Short Channel Effects) et le DIBL (Drain-Induced Barrier Lowering).