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Makarem, Raghda. Développement de techniques avancées de microscopie électronique à transmission pour la cartographie à l'échelle nanométrique

Makarem, Raghda (2019). Développement de techniques avancées de microscopie électronique à transmission pour la cartographie à l'échelle nanométrique.

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Résumé en francais

L'un des problèmes clés pour la miniaturisation des nanodispositifs à semi – conducteurs est le contrôle précis de leur dopage. Dans les dispositifs de nouvelle génération, la distribution spatiale du dopage doit être contrôlée avec une précision supérieure à 1 nm, tandis que les concentrations atomiques inférieures à 1% doivent être mesurées. Cela nécessite l'utilisation de techniques de haute résolution. La microscopie électronique à balayage en transmission (STEM) associée à la spectroscopie par rayons X à dispersion d'énergie (EDX) est un excellent candidat en raison de sa polyvalence (presque tous les éléments du tableau périodique peuvent être cartographiés) et de sa haute résolution spatiale. D'autre part, l'analyse quantitative du dopage par STEM/EDX est compliquée par la présence d'artefacts de mesure qui peuvent être ignorés sans risque pour les impuretés à haute concentration, mais deviennent critiques pour les impuretés à faible concentration. Dans cette thèse, une nouvelle méthode basée sur la méthode de de Cliff-Lorimer(C-L) a été développée pour la mesure quantitative de la distribution de dopant dans un dispositif à l'échelle nanométrique. La méthode a été appliquée sur des échantillons préparés par faisceau ionique focalisé, afin de réduire l'influence des rayons X secondaires produits par fluorescence ou par électrons rétrodiffusés, et est basée sur la correction itérative des effets d'absorption des rayons X dans l'échantillon. Afin d'obtenir des résultats fiables, les coefficients de C-L ont été étalonnés à l'aide de la mesure de Rutherford Back Scattering (RBS) et l'erreur expérimentale totale a été calculée à l'aide de techniques de propagation d'erreur standard. Les résultats obtenus sur une structure de test FinFET et sur un substrat de SiGe ayant subi des recuits laser montrent l'applicabilité de cette technique aux dispositifs à l'échelle nanométrique et avec des impuretés à faible concentration.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Fazzini, Pier Francesco
Respaud, Marc
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets (LPCNO), UMR 5215
Mots-clés libres :Microscopie électronique en transmission - Cartographie chimique - Nanodispositifs - Nanomatériaux
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :11 Dec 2020 17:01