Ce travail de thèse consiste en l'étude des mécanismes de formation de CoSi2 par diffraction X in-situ et son intégration dans un simulateur commercial TCAD (Technology Computer Aided Design). Nous avons observé que la formation du CoSi2 est contrôlée par la germination dans les premiers instants de la réaction où les germes croissent latéralement jusqu'à leur coalescence. Cette dernière marque la modification du mécanisme de croissance qui est alors contrôlée par la diffusion. En fin de réaction, la source de CoSi s'épuise en formant des îlots en surface du CoSi2 et ralentit sa vitesse de formation. Nos études ont permis d'établir des cinétiques de croissance pour ces différents régimes. Nous avons également montré que pour l'épaisseur la plus fine de notre étude, la croissance de CoSi2 n'est contrôlée que par celle des germes. La cinétique de formation de CoSi2 a été étudiée en fonction du dopage du substrat.L'évolution des contraintes des films de CoSi2 est également analysée. Ce dernier croit en compression.Nous avons développé un modèle TCAD en deux dimensions permettant de réaliser la croissance séquentielle des siliciures de cobalt et de reproduire avec un bon accord les cinétiques de croissances de CoSi2.Les redistributions de l'arsenic, du phosphore et du bore aux interfaces CoSi/Si et CoSi2/Si sont également analysées en prévision de la simulation électrique de composants siliciurés.Dans ce travail nous apportons une meilleure compréhension des mécanismes de croissance du CoSi2. Nous proposons un outil de simulation prédictif pour la formation des siliciures de cobalt qui apporte donc une aide à l'optimisation du procédé SALICIDE (Self Aligned siLICIDE). / The aim of this thesis is to study the growth of CoSi2 thin films using in-situ x-ray diffraction and to model it in a commercial TCAD (Technology Computer Aided Design) simulator.. We observed that the first instant of the reaction is limited by nucleation where the CoSi2 nuclei laterally grow until their coalescence. Then, the homogeneous CoSi2 layer grows by a diffusion limited mechanism. At the end of the reaction, the CoSi source run out and decrease the CoSi2 formation rate. Kinetics of these growth behaviors has been quantified. We also observed that the thinnest CoSi2 layer of our study only the CoSi2 nuclei growth take place.Influence of dopants on the CoSi2 kinetics of formation has also been studied. Arsenic decreases the CoSi2 rate of formation. However Boron does not impact the growth of CoSi2.During CoSi2 growth, stress is monitored using x-ray diffraction showing that cobalt disilicide forms in compression.From these experimental results, we developed a TCAD model in one dimension in order to simulate the sequential growth of cobalt silicides. Kinetics of formation of CoSi2 is also in good agreement with our results.The application in two dimensions of this model reproduces the morphology of 2D silicided structures as the lack of silicide under the spacers.Redistributions of Arsenic, Boron and Phosphorus are also studied in expectation of the electrical simulation of silicided components.In this word we provide a better comprehension of the growth of cobalt disilicide used in the silicidation process. We also provide a simulation tool for the silicide formation in order to help the optimization of the SALICIDE (Self Aligned siLICIDE) process.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2013AIXM4322 |
| Date | 26 April 2013 |
| Creators | Delattre, Roger |
| Contributors | Aix-Marseille, Thomas, Olivier |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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