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3D integration of CMOS for advanced circuits / Optimisation du procédé de réalisation pour l'intégration séquentielle 3D des transistors CMOS FDSOI

Authors
  • XU, Cuiqin
  • MOUIS, Mireille
Publication Date
Jan 01, 2012
Source
OpenGrey Repository
Keywords
Language
French
License
Unknown

Abstract

L activation à basse température est prometteuse pour l intégration 3D séquentielle où lebudget thermique du transistor supérieur est limité (<650 C) pour ne pas dégrader letransistor inférieur, mais aussi dans le cas d une intégration planaire afin d atteindre des EOTultra fines et de contrôler le travail de sortie de la grille sans recourir à une intégration de type gate-last . Dans ce travail, l activation par recroissance en phase solide (SPER) a étéétudiée afin de réduire le budget thermique de l activation des dopants.L activation à basse température présente plusieurs inconvénients. Les travauxprécédents montrent que les fuites de jonctions sont plus importantes dans ces dispositifs.Ensuite, des fortes désactivations de dopants ont été observées. Troisièmement, la faiblediffusion des dopants rend difficile la connexion des jonctions source et drain avec le canal.Dans ce travail, il est montré que dans un transistor FDSOI, l augmentation des fuites dejonctions et la désactivation du Bore peuvent être évités grâce à la présence de l oxyde enterré.De plus les conditions d implantation ont été optimisées et les transistors activés à650 C atteignent les performances des transistors de référence. / Low temperature (LT) process is gaining interest in the frame of 3D sequentialintegration where limited thermal budget (<650 C) is needed for top FET to preserve bottomFET from any degradation and also in the standard planar integration for achieving ultra-thinEOT and work function control with high-k metal gate without gate-last integration scheme.In this work, LT Solid Phase Epitaxial Regrowth (SPER) has been investigated for reducingthe most critical thermal budget which is dopant activation.From previous works, LT activated devices face several challenges: First, higher junctionleakage limits their application to high performance devices. Secondly, strong deactivation ofthe metastable activated dopants was observed with post anneals. Thirdly, the dopant weakdiffusion makes it difficult to connect the channel with S/D.In this work, it is shown that the use of FDSOI enables to overcome junction leakage andBoron deactivation issues thanks to the defect cutting off and sinking effect of buried oxide.As a consequence, dopant deactivation in FDSOI devices is no longer an issue. Finally,implants conditions of LT transistors have been optimized to reach similar performance thanits standard high temperature counterparts. / SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / Sudoc / GRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / Sudoc / GRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / Sudoc / Sudoc / France / FR

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