CO du GIP CNFM, Paris, 26 Novembre 2009 Mesure des coefficients de diffusion de larsenic dans le Ni 2 Si polycristallin IM2NP – Marseille : I. Blum, A.

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1 CO du GIP CNFM, Paris, 26 Novembre 2009 Mesure des coefficients de diffusion de larsenic dans le Ni 2 Si polycristallin IM2NP – Marseille : I. Blum, A. Portavoce, D. Mangelinck, R. Daineche, K. Hoummada, J. Bernardini MFA – Budapest : J.L. Lábár CEA–LETI Grenoble : V. Carron

2 I. Objectif de létude Objectif : Dopant accumulation Depth (nm) 1) Nettoyage pré- dépôt 2) Dépôt du métal 3) Recuit rapide (RTA1) 4) Retrait sélectif de métal SourceDrain Si Ni 2 Si Gate 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

3 1. Formation de Ni 2 Si à linterface 2. Formation de NiSi à linterface I. Objectif de létude Ni Si Ni 2 Si Ni Ni 2 Si Si Ni 2 Si NiSi Ni 2 Si NiSi Si Diffusion + différence de solubilité entre les phases = Redistribution 10 21 10 20 10 19 10 18 10 17 Depth (nm) K.Hoummada et al., Micro. Eng. 83(2006) pp. 2264-2267 Accumulation Une accumulation à linterface permet daméliorer les propriétés électriques de la structure siliciure silicium Des données sur la diffusion et la solubilité des dopants dans Ni 2 Si et NiSi sont nécessaires Mesure des coefficients de diffusion de As dans Ni 2 Si Redistribution des dopants

4 II. Mesure des coefficients Formation dune couche de Ni 2 Si polycristallin Echantillons de Ni 2 Si implantés en As SiO 2 Ni 2 SiSi 1. Echantillons 2. Mesures de profils concentration Grains Joints de grains Microscopie électronique en transmission (MET) Spectrométrie de Masse dIons Secondaires (SIMS) Observation de la diffusion après recuit 650°C

5 II. Mesure des coefficients Simulations de diffusion en 2D par la méthode des élements finis 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

6 Mesure des paramètres dArrhénius 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

7 Préparation déchantillons de Ni 2 Si polycristallin implantés en As Observation de la diffusion de lAs Utilisation dun 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 dautres éléments diffusion du Bore… Etude de la solubilité et observation de la redistribution Sonde Atomique Tomographique III. Conclusion Mesure des coefficients de diffusion de lAs en volume et aux joints de grains de Ni 2 Si Meilleure compréhension de la redistribution des dopants lors de la formation des siliciures de Ni Elaboration dun modèle de redistribution

8 Observations par Sonde Atomique Tomographique exemple : Précipités riches en B dans NiSi