Recherche Avancée

Thèse soutenue

Caractérisation et validation d'un polymère organique à faible permittivité, le silk, intégré comme diélectrique dans les interconnexions de type damascène avec la métallisation cuivre pour les circuits de génération inférieure a 0,13 micromètres

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Auteur / Autrice : Jean-Christophe Maisonobe
Direction : Roland Madar
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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Ce travail presente la caracterisation d'un polymere aromatique, le silk, comme dielectrique d'interconnexion dans les circuits microelectroniques en technologie 0,13 m, ceci avec la metallisation cuivre. L'introduction d'un materiau totalement organique dans ces structures est une innovation necessitant une etude prealable approfondie. L'introduction rappelle l'enjeu des nouvelles interconnexions dans l'amelioration et la miniaturisation des circuits et l'interet d'envisager le silk comme solution. Elle presente ensuite la problematique de l'integration dans une structure damascene et les outils de caracterisation developpes pour y repondre. Elle confirme les proprietes du silk et surtout decrit le developpement de deux techniques particulieres : l'etude de la reticulation par les spectroscopies uv et raman ainsi que l'etude des micro-defauts par les mesures de claquage electrique. Ces deux techniques interviendront dans la premiere partie de l'etude, qui concerne la mise au point et l'optimisation de la preparation du silk en couche mince. Le procede comprend un depot par etalement puis sechage, et un traitement thermique de reticulation. Puis il est verifie que les films dielectriques obtenus sont de bonne qualite thermique, mecanique et electrique. En deuxieme partie il est alors possible de valider la compatibilite des films dielectriques avec les principales contraintes d'integration. Le materiau est montre comme adapte, notamment de par sa stabilite chimique et physique. Les principaux problemes detectes proviennent de l'importance de son volume libre, qui est a l'origine de nombreux mecanismes de diffusion et d'absorption physique, et qui impose des precautions le long de son integration. En conclusion ce travail de caracterisation de materiau valide le silk comme dielectrique d'interconnexion et identifie les principaux obstacles, s'appuyant notamment sur le developpement de methodes de caracterisation specifiques.