Etude de capacités en couches minces à base d'oxydes métalliques ...

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 1 : Problématique
2.4.2. Contrainte
Une des contraintes majeures de la capacité MIM est une contrainte d’intégration.
L’élaboration de la capacité arrive en fin de procédé d’intégration, le budget thermique lui
étant alloué est donc limité afin d’éviter la dégradation des composants et interconnexions des
niveaux précédents. Les températures d’élaboration (dépôt et recuit) ne doivent donc pas
dépasser 400°C (dégradation de l’aluminium et du cuivre).
3. Les solutions de remplacement
3.1. Problématique
En ce qui concerne les technologies avancées, on recherche une augmentation de la capacité
en préservant les caractéristiques analogiques et radiofréquences aussi proches que possible
des spécifications actuelles.
Pour augmenter la capacité, d’après l’équation 1-11, trois solutions sont possibles :
• Diminuer l’épaisseur de diélectrique,
• Augmenter la surface de la capacité,
• Augmenter la constante diélectrique.
La diminution de l’épaisseur de diélectrique provoque une augmentation importante des
courants de fuite et pose un problème de fiabilité et de défectivité pour des épaisseurs
inférieures à 200 Å dans le cas des oxydes et nitrures de silicium.
Il faut donc se tourner vers la deuxième solution en utilisant des procédés de fabrication de
capacité en tranchées ou vers la troisième solution en changeant de matériau diélectrique et en
prenant des isolants possédant une permittivité relative plus élevée que SiO2 et Si3N4, ce qui
permet de conserver une épaisseur de diélectrique non critique.
Nous nous intéressons dans cette étude à la troisième solution.
3.2. Propriétés requises pour les applications en microélectronique
Ce paragraphe présente les critères que doivent remplir les candidats au remplacement du
SiO2 [14].
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