Démonstration de l’intérêt des dispositifs multi-grilles auto-alignées pour les nœuds sub-10nm

• Main Author: Coquand, Rémi
• Other Authors: Grenoble
• Language: fr
• Published: 2013
• Subjects: TriGate; Grille enrobante; Nanofil; CMOS; Contrainte; Mobilité; Gate all Around; Nanowire; Strain; Mobility
• Online Access: http://www.theses.fr/2013GRENT092/document

Les nombreuses modifications de la structure du transistor bulk ont permis de poursuivre la miniaturisation jusqu'à sa limite aux nœuds 32/28nm. Les technologies actuelles répondent au besoin d'un meilleur contrôle électrostatique en s'ouvrant vers l'industrialisation de transistors complètement dépletés, avec les architectures sur film mince (FDSOI) ou non planaires (TriGate FinFET bulk). Dans ce dernier cas, le substrat bulk reste limitant pour des applications à basse consommation. La combinaison de la technologie SOI et d'une architecture non-planaire conduit aux transistors TriGate sur SOI (ou TGSOI). Nous verrons l'intérêt de ces dispositifs et démontrerons qu'ils sont compatibles avec les techniques de contrainte. On montrera en particulier les améliorations de mobilité et de courants obtenus sur ces dispositifs de largeur inférieure à 15nm. Des simulations montrent également qu'un dispositif TGSOI peut être compatible avec les techniques de modulation de VT. Enfin, nous démontrons la possibilité de fabriquer des dispositifs ultimes à nanofils empilés avec une grille enrobante par une technique innovante de lithographie tridimensionnelle. La conception, la caractérisation physique et les premiers résultats électriques obtenus seront présentés. Ces solutions peuvent répondre aux besoins des nœuds sub-10nm. === Changing the bulk transistor structure was sufficient so far to fulfill the scaling needs. The current technologies answer the needs of electrostatics control with the industrialization of fully depleted transistors, with thin-film (FDSOI) or non-planar (TriGate FinFet bulk) technologies. In the latter, bulk substrate is still an issue for low power applications. Combining SOI with multiple-gate structure gives rise to TriGate on SOI (or TGSOI). We will discuss the interest of such devices and will demonstrate their compatibility with strain techniques. We will focus on the mobility and current enhancement obtained on sub-15nm width devices. Simulations also demonstrate the compatibility of TGSOI with VT modulation technique. Finally, we demonstrate the fabrication through 3D lithography of ultimate stacked nanowires with a gate-all-around. The conception, physical characterization and first electrical results are presented.