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Perret-Tran-Van, Simon. Impact d'une post-oxydation thermique sur l'isolation électrique d'un dispositif MOS contenant des nanocristaux de silicium obtenus à partir de dépôts PPECVD

Perret-Tran-Van, Simon (2011). Impact d'une post-oxydation thermique sur l'isolation électrique d'un dispositif MOS contenant des nanocristaux de silicium obtenus à partir de dépôts PPECVD.

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Résumé en francais

Ce travail de thèse étudie l'impact des traitements thermiques sur des couches d'oxynitrure de silicium contenant des nanocristaux de silicium pour la fabrication de dispositifs MOS dans le but de produire des mémoires non volatiles. Partant des enjeux économiques et industriels relatifs aux mémoires non volatiles, ce travail s'intéresse en premier lieu à faire l'état de l'art des mémoires non volatiles justifiant ainsi l'emploi de nanocristaux de silicium pour fabriquer ce type de mémoire. Dans le cadre de l'élaboration de couches isolantes très fines (<15 nm) contenant des nanostructures de silicium, il est primordial de bien contrôler, étape par étape, tous les paramètres et leurs effets sur les empilements. Les différents outils qui ont permis le diagnostic des couches sont décris, évalués et justifiés : ellipsométrie spectroscopique, photoluminescence, MET, MEHR et EFTEM (respectivement : Microscopie Electronique à Transmission, Microscopie Electronique à Haute Résolution et imagerie filtrée). Ces outils permettent alors l'étude des dépôts et des effets des traitements thermiques sur les couches déposées et le substrat. Ces analyses montrent qu'il est possible d'élaborer un empilement silicium cristallin / oxyde tunnel en SiO2, couche isolante contenant des nanocristaux de silicium par le contrôle des paramètres de dépôt et de recuit thermique sous atmosphère inerte puis sous atmosphère faiblement oxydante. L'étude révèle aussi les phénomènes à l'origine des mécanismes de nucléation, de croissance et d'oxydation des nanocristaux de silicium. Enfin, les dispositifs mémoires fabriqués à partir des empilements réalisés sont caractérisés par C(V). Les premiers résultats montrent à la fois l'intérêt et les difficultés rencontrées en utilisant cette nouvelle procédure. Une charge significative fut retenue pendant plusieurs mois dans un des dispositifs ce qui est très encourageant et justifie la poursuite de l'étude de tels dispositifs.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Bonafos, Caroline
Despax, Bernard
Ecole doctorale:Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire PLAsma et Conversion d'Energie (LAPLACE), UMR 5213 ; Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales (CEMES), UPR 8011
Mots-clés libres :PECVD - Pulsé - EEPROM - Traitement thermique - MET - EFTEM - C(V)
Sujets :Physique
Déposé le :03 Nov 2014 11:46