Caractérisation et modélisation des propriétés des couches de SiO2 : application aux têtes de lecture-écriture pour disques durs et aux mémoires EEPROM
Auteur / Autrice : | Silvia Croci |
Direction : | Bernard Balland |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Électronique |
Date : | Soutenance en 2001 |
Etablissement(s) : | Lyon, INSA |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : LPM - Laboratoire de Physique de la Matière (1961-2007) |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Les travaux présentés dans ce mémoire développent deux axes différents de recherche. Le premier concerne la caractérisation de Si02 obtenu par dépôt chimique en phase vapeur sous activation par plasma (PECVD) à basse température (50°C) ; les précurseurs de l'oxygène et du silicium sont respectivement 0 2 et l'hexamethyldisilazane (HMDS). Le but de cette recherche est d'obtenir un oxyde de bonne qualité destiné à être utilisé dans la fabrication d'une nouvelle génération de têtes magnétiques d'écriture-lecture pour disques durs. L'amélioration des propriétés des oxydes a été recherchée en faisant varier le rapport des flux des précurseurs. Le second axe de recherche concerne la modélisation des caractéristiques électriques des oxydes tunnel d'épaisseur <10 nm, utilisés dans les mémoires EEPROM des générations actuelles. La modélisation des caractéristiques capacitives a été abordée dans une approche de type classique puis quantique, et appliquée au cas de structures polysilicium/oxyde/semiconducteur. Concernant la modélisation des caractéristiques courant-tension, le mécanisme de conduction impliqué est de type tunnel Fowler-Nordheim (FN). Nous avons traité les modèles semi-classiques et quantiques puis porté une attention particulière aux modèles approchés aisément intégrables dans les simulateurs de mémoires. Nous avons finalement proposé une nouvelle procédure itérative permettant une extraction précise et fiable des coefficients FN. De plus, aucun des modèles connus ne permettant de rendre compte de la conduction de l'oxyde tunnel à très forts champs électriques (>107 V. Cm- 1 ), nous avons développé un nouveau modèle, basé sur la présence de défauts dans l'oxyde, permettant de rendre compte de la conduction FN aussi bien à faibles qu'à forts champs électriques. Finalement, nous avons estimé l'impact de divers paramètres technologiques, tels que le dépôt de polycide et la nitruration sous N20, sur les caractéristiques électriques des structures MOS.