Etude de la formation du siliciure de titane par réaction directe : Influence et redistribution des dopants

par Meriem Berrabah

Thèse de doctorat en Dispositifs de l'électronique intégrée

Sous la direction de Jean-Claude Dupuy.

Soutenue en 1994

à Lyon, INSA , dans le cadre de École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon) , en partenariat avec LPM - Laboratoire de Physique de la Matière (laboratoire) .

mots clés

• Silicium
• Titane
• Rétrodiffusion
• Recuit thermique rapide
• Microélectronique

Résumé

La première partie de ce travail fait le point sur les méthodes d'élaboration ainsi que sur les propriétés comparatives des siliciures de métaux réfractaires. Il en ressort que le siliciure de titane est un matériau de grande utilité pour la microéléctronique silicium. Les techniques d'analyse mises en œuvre sont décrites (SIMS, RBS, RX, TEM) et s'avèrent bien complémentaires. L'accent est mis sur l'analyse par SIMS qui fait l'objet d'un développement spécifique à cette étude. La formation du siliciure de titane par réaction directe est étudiée pour différents fours et différentes conditions (encapsulation ou oxydation partielle); les températures de formation sont compatibles avec les contraintes d'une technologie de type salicide, et la couche formée évolue rapidement vers la composition TiSi2. Enfin, le rôle des dopants présents dans le silicium ainsi que la redistribution spatiale pendant, et après, la formation du siliciure sont étudiés.

Titre traduit

= Formation of titanium disilicide from Ti-Si structures : Dopant redistribution influence

Résumé

The first part of this study focuses on the elaboration methods and comparative properties of refractory metal silicides. One can conclude that titanium silicide is very attractive for silicon microelectronics. Analysis techniques used are described (SIMS, RBS, RX, TEM) and they appear really complementary. The major part of the study is based on SIMS analysis. Titanium silicide obtained with direct reaction between titanium and silicon is studied for different furnaces and conditions (nitridizied or partially oxidized surface); the formation temperatures are compatible with salicide technology limitations. The obtained layers develop quickly to TiSi2 composition. Finally, the effects of dopant (initially present in silicon) redistribution on the silicide formation are studied.