Brevet FR3046875A1 — publié le 20170721

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne les transistors, particulièrement les transistors du type MOS (Métal Oxyde Semi-Conducteur) et plus particulièrement la réalisation du canal, par exemple, de silicium. L'industrie de la microélectronique, qui s'entend ici comme incluant la nanotechnologie, est concernée par l'invention, dans l'emploi de transistors à effet de champs et notamment de transistors MOSFET largement employés dans les circuits intégrés. ETAT DE LA TECHNIQUE Le développement qu'a connu l'industrie de la microélectronique a été favorisé par la réalisation, dans les années 1970, de transistors du type MOSFET dont les électrodes de source et de drain sont auto-alignées sur celles des grilles ce qui évite une photogravure pour leur définition. En particulier, avec des grilles à base de silicium polycristallin, ce sont les grilles elles-mêmes, réalisées en premier, qui servent de masque lors du dopage des zones de source et de drain des transistors. Ce type de transistor comprend une grille, et une source et un drain globalement désignées zones source/drain, puisqu'elles sont très généralement parfaitement symétriques et peuvent jouer les deux rôles en fonction des polarisations électriques qui sont appliquées au transistor. La figure la est une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'une grille 1000. La grille 1000 est classiquement constituée d'un empilement de couches (1030, 1040, 1050) dont une grande partie est toujours constituée de silicium polycristallin 1040. La formation des zones de source et drain 1100, 1200 se fait typiquement par implantation ionique de dopants dans les zones 1100, 1200, la grille 1000 servant de masque comme mentionné ci-dessus, empêchant ainsi le dopage de la zone du transistor dans laquelle, en fonction des tensions appliquées sur la grille 1000, va pouvoir se développer le canal 1021 de conduction entre source et drain. La technique de base, très brièvement décrite ci-dessus, a été constamment perfectionnée dans le but d'améliorer les performances électriques des transistors tout en permettant d'accommoder les réductions de 3046875 2 taille successives des transistors nécessitées par une intégration toujours croissante d'un plus grand nombre de composants dans un circuit intégré. Une technique utilisée actuellement consiste à fabriquer les circuits intégrés en partant de substrats élaborés de type silicium sur isolant, désignés 5 par leur acronyme SOI, de l'anglais « silicon on insulator ». Le substrat élaboré SOI est caractérisé par la présence d'une fine couche originale de silicium monocristallin 1020 reposant sur une couche continue isolante d'oxyde 1010 en particulier de silicium, dit oxyde enterré ou encore BOX acronyme de l'anglais « buried oxide layer ». La solidité et la rigidité mécanique de l'ensemble sont 10 assurées par une couche qui constitue le corps du substrat SOI, souvent qualifié du vocable anglais de « bulk » pour indiquer que le substrat de départ est très généralement fait de silicium massif. Cette structure offre de nombreux avantages pour la réalisation des transistors MOSFET. En ce qui concerne l'invention, on retiendra seulement que la couche originale 1020 par exemple 15 en silicium monocristallin peut être contrôlée précisément en épaisseur et en dopage. En particulier, il est avantageux pour les performances des transistors que le canal 1021 puisse être complétement déserté de porteurs, c'est-à-dire « fully depleted » (FD), vocable anglais qui est généralement utilisé pour désigner cet état. Ceci est obtenu en réalisant les transistors à partir de 20 substrats SOI dont la couche originale 1020 est très mince. Ce type de transistor est ainsi désigné par l'acronyme FDSOI. Un perfectionnement de la technique de base d'auto-alignement qui a été universellement adopté consiste en la formation d'espaceurs 1061, 1062 sur les flancs de la grille 1000. Pour pouvoir maintenir de faibles résistances 25 électriques d'accès aux électrodes de source et de drain, en dépit de la réduction de taille des transistors, il a fallu alors augmenter leur section. Ceci est obtenu par épitaxie sélective des zones source/drain 1100, 1200. Au cours de cette opération on va faire croître localement la couche originale 1020 initiale de silicium monocristallin. Il faut alors protéger les zones de grilles pour 30 empêcher la croissance de se faire également à partir du silicium polycristallin 1040 de la grille. C'est, entre autres, le rôle des espaceurs que d'assurer cette fonction. Ils assurent également un rôle de préservation de la grille lors de la siliciuration des contacts (non représentée) qui est ensuite effectuée dans le 3046875 3 même but afin de diminuer la résistance série d'accès aux électrodes du transistor. La formation des espaceurs 1061, 1062 est devenue une étape cruciale de formation des transistors qui atteignent désormais des dimensions qui se 5 mesurent couramment en nanomètres (nm = 10-9 mètres) et qui sont globalement de tailles décananométriques. La réalisation des espaceurs 1061, 1062 se fait dans cette technologie sans faire intervenir aucune opération de photogravure. Pour y parvenir, la figure lb montre la formation d'une première couche de 10 nitrure 1060, en particulier du nitrure de silicium (SiN). Cette couche est ensuite soumise, à l'étape de la figure de la figure 1c, à une gravure fortement anisotrope de sorte que la gravure supprime les parties de la couche 1060 situées sur la couche originale 1020 (qui sont généralement horizontales, c'est-à-dire orientées perpendiculairement à l'épaisseur du substrat) tout en 15 préservant, au moins en partie, le nitrure sur les parties non horizontales et particulièrement sur les parties formant les flancs de la grille 1000. La figure 1d illustre l'étape suivante visant à réduire les dimensions du canal de silicium de sorte à disposer les zones source/drain au plus près du canal 1021. Cette réduction de dimensions physiques est couramment réalisée 20 par une gravure isotrope par voie chimique ou par plasma à couplage inductif en utilisant une chimie à base de SF6 par exemple. Cette étape, bien connue de l'homme du métier, permet une gravure isotrope de la couche originale 1020. La gravure est alors faite de manière identique aussi bien verticalement qu'horizontalement. Le contrôle précis du dimensionnement du canal de 25 silicium 1021 est alors problématique. La présente invention permet de répondre à au moins une partie des inconvénients des techniques actuelles en apportant une méthode ingénieuse de dimensionnement du canal de silicium. 30 RESUME DE L'INVENTION Un aspect de la présente invention concerne un procédé de fabrication d'un transistor comprenant : 3046875 4 - une grille située au-dessus d'une couche sous-jacente d'un matériau semi-conducteur, ladite grille comprenant au moins un premier et un deuxième flanc, - un pied de grille formé sous la grille et en saillie dans ladite couche 5 sous-jacente relativement à une portion périphérique de la couche sous-jacente entourant le pied de grille, le procédé comprenant une étape de formation d'une couche diélectrique de sorte à former des espaceurs recouvrant au moins en partie lesdits premier et deuxième flancs de la grille de sorte à ne pas couvrir au moins en partie ledit pied 10 de grille, Avantageusement, avant l'étape de formation de la couche diélectrique, la couche sous-jacente est formée avec une étape d'enlèvement partiel du matériau semi-conducteur dans une couche originale du matériau semiconducteur, autour de la grille de sorte à former ledit pied de grille, et à former 15 la portion périphérique entourant le pied de grille. Ce procédé permet ainsi de former un pied de grille dont les paramètres physiques sont précisément contrôlés de sorte à définir avec précision le canal du transistor. Les dopants peuvent ainsi être rapprochés au plus près du canal 20 de silicium. Ce procédé permet alors une réduction de la largeur de canal séparant la source et le drain du transistor. Un autre aspect de la présente invention concerne un dispositif 25 microélectronique doté d'au moins un transistor comprenant une grille avec un pied de grille, de préférence droit, de largeur inférieure ou égale à la largeur de la grille et avantageusement de largeur strictement inférieure à la largeur de la grille et des espaceurs. 30 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée d'un mode de réalisation de cette 3046875 5 dernière qui est illustré par les dessins d'accompagnement suivants dans lesquels : - Les figures 1a à 1d illustrent des phases conventionnelles successives de réalisation d'une gravure isotrope de la couche sous-jacente de silicium. 5 - Les figures 2a à 2h montrent des étapes selon un mode de réalisation de l'invention. Les dessins joints sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l'invention. Ces dessins sont des représentations schématiques et 10 ne sont pas nécessairement à l'échelle de l'application pratique. En particulier, les épaisseurs relatives des couches et des substrats ne sont pas représentatives de la réalité. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 15 Il est précisé que dans le cadre de la présente invention, le terme « sur », « surmonte » ou « sous-jacent » ou leurs équivalent ne signifient pas obligatoirement « au contact de ». Ainsi par exemple, le dépôt d'une première couche sur une deuxième couche, ne signifie pas obligatoirement que les deux couches sont directement au contact l'une de l'autre mais cela signifie que la 20 première couche recouvre au moins partiellement la deuxième couche en étant, soit directement à son contact ,soit en étant séparée d'elle par une autre couche ou un autre élément. Dans la description qui suit, les épaisseurs sont généralement mesurées selon des directions perpendiculaires au plan de la face inférieure de la couche 25 à graver ou d'un substrat sur lequel la couche inférieure est disposée. Ainsi, les épaisseurs sont généralement prises selon une direction verticale sur les figures représentées. En revanche, l'épaisseur d'une couche recouvrant un flanc d'un motif est prise selon une direction perpendiculaire à ce flanc. Dans ce qui suit, on entend par gravure sélective l'enlèvement par gravure 30 d'un matériau donné en préservant au moins en partie, par la sélectivité du procédé employé, d'autres matériaux. Les termes « couche superficielle » correspondent à une couche qui est formée, en particulier par modification de la couche sous-jacente ou par un 3046875 6 dépôt sur cette couche-sous-jacente, en surface du dispositif électronique après la formation de la couche sous-jacente. Elle est ensuite partiellement retirée pour retirer en partie la couche-sous-jacente. L'adjectif « superficielle » ne signifie pas obligatoirement que la couche superficielle résiduelle reste toujours 5 en surface du dispositif lorsque la fabrication de ce dernier est finalisée. Elle peut être par exemple enlevée ou recouverte. On entend par « conforme » une géométrie de couche qui présente une même épaisseur, aux tolérances de fabrication près, une épaisseur identique malgré les changements de direction de couche, par exemple au niveau de 10 flancs de motif de grille. Le mot « diélectrique » correspond à un matériau dont la conductivité électrique est suffisamment faible dans l'application donnée pour servir d'isolant. 15 Avant d'entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l'invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement : - Avantageusement, la couche diélectrique forme des espaceurs. Les 20 espaceurs ainsi formés permettent la réalisation du transistor sans recouvrir le pied de grille constituant le canal de silicium. - Avantageusement, l'étape d'enlèvement partiel de la couche originale est configurée pour former un flanc de grille droit selon une dimension en épaisseur de la couche originale. 25 - Avantageusement, l'étape d'enlèvement partiel de la couche originale comprend une gravure anisotrope configurée pour n'attaquer que les parties de la couche originale dirigées suivant une dimension en épaisseur de ladite couche. Cela permet de réaliser une gravure anisotrope et donc de ne graver la 30 couche considérée uniquement selon une direction préférentielle, celle de l'épaisseur. - Avantageusement, l'étape d'enlèvement partiel de la couche sous-jacente est effectuée par gravure sèche. 3046875 7 Cela permet de réaliser une gravure anisotrope et donc de ne graver la couche considérée uniquement selon une direction préférentielle, celle de l'épaisseur. - Avantageusement, la largeur de la grille est supérieure ou égale à la 5 largeur du pied de grille. Cela permet de diminuer la section du canal de silicium au niveau de la source et du drain. - Avantageusement, la formation de la couche diélectrique est réalisée par PECVD. 10 - Avantageusement, l'au moins une portion périphérique de la couche sous-jacente a une épaisseur préférentiellement supérieure ou égale à 3nm. Il est avantageux de conserver au moins 3 nm de cette portion périphérique de la couche sous-jacente afin de permettre les étapes 15 d'intégration suivantes. - Avantageusement, la couche sous-jacente comprend un matériau semi-conducteur tel que du Silicium (Si). Cela permet au procédé d'être adaptable aux technologies existantes. - Avantageusement, la couche de matériau semi-conducteur a une 20 épaisseur préférentiellement supérieure à 5nm et par exemple comprise entre 8nm et 15nm, avantageusement entre 9nm et 12nm, et de préférence égale à lOnm. Cette épaisseur peut être bien supérieure. - Avantageusement, la couche sous-jacente à une épaisseur d'au moins 3nm. 25 - Avantageusement, le pied de grille a une hauteur préférentiellement comprise entre 8nm et 12nm, avantageusement entre 9nm et 12nm, et de préférence égale à lOnm. - Avantageusement, la grille a une hauteur préférentiellement comprise entre 30nm et 100nm, avantageusement entre 40nm et 70nm, et de 30 préférence égale à 50nm. - Avantageusement, le pied de grille a une largeur préférentiellement égale à celle de la grille et/ou par exemple comprise entre 5nm et 3046875 8 50nm, avantageusement entre 15nm et 30nm, et de préférence égale à 20nm. - Avantageusement, la grille a une largeur préférentiellement comprise entre 5nm et 50nm, avantageusement entre 15nm et 30nm, et de 5 préférence égale à 20nm. - Avantageusement, la largeur de la grille est supérieure à la largeur du pied de grille. - Avantageusement, la largeur de la grille est égale à la largeur du pied de grille. 10 - Avantageusement, la formation de la couche diélectrique comprend au moins un dépôt conforme. Cela permet de recouvrir l'ensemble des surfaces d'une même épaisseur de matériau et ainsi de pouvoir maîtriser les étapes de retrait partiel de la couche de manière identique sur l'ensemble des surfaces. 15 - Avantageusement, la couche diélectrique comprend au moins un matériau pris parmi : nitrure de silicium (SiN), nitrure de bore (BN), tous type de matériau dont la conductivité diélectrique est inférieure ou égale à 7. Cela permet l'utilisation des matériaux usuellement utilisés pour la 20 formation d'espaceurs. - Avantageusement, la couche diélectrique a une épaisseur préférentiellement comprise entre 0.5nm et 6nm, avantageusement entre mm et 3nm et de préférence égale à 2nm. - Avantageusement, les espaceurs de grille recouvrent ledit pied de grille 25 sur une hauteur de recouvrement préférentiellement nulle, ou par exemple comprise entre Onm et les trois quarts de la hauteur du pied de grille, avantageusement entre Onm et la moitier de la hauteur du pied de grille, et de préférence égale à Onm. - Avantageusement, l'étape d'enlèvement de la couche sous-jacente est 30 réalisée par au moins une technique prise parmi au moins : gravure sèche par plasma en chimie fluor carbone, tel que CxFy, CxFyHz. 3046875 9 Cela permet de réaliser une gravure anisotrope et donc de ne graver la couche considérée uniquement selon une direction préférentielle, celle de l'épaisseur. - Avantageusement, l'étape de formation de la couche diélectrique est 5 suivie par une étape de retrait partiel de la couche diélectrique au niveau d'une surface de la portion périphérique de la couche sous-jacente. Cela permet de retirer la couche diélectrique servant d'espaceur des zones entourant la grille et préférentiellement des portions 10 périphériques de la couche sous-jacente. - Avantageusement, ledit retrait partiel de la couche diélectrique est réalisé de sorte à laisser les au moins premier et deuxième flancs de la grille recouverts de la couche diélectrique de sorte à former lesdits espaceurs. 15 Cela permet la formation d'une partie au moins des espaceurs du transistor. - Avantageusement, l'étape de retrait partiel de la couche diélectrique est effectuée par gravure sèche. Cela permet de réaliser une gravure anisotrope et donc de ne graver la 20 couche considérée uniquement selon une direction préférentielle, celle de l'épaisseur. - Avantageusement, l'étape de retrait partiel de la couche diélectrique est effectuée par gravure sèche par plasma en chimie fluor carbone. Cela permet de réaliser une gravure anisotrope et donc de ne graver la 25 couche considérée uniquement selon une direction préférentielle, celle de l'épaisseur. - Avantageusement, l'étape de retrait partiel de la couche diélectrique est réalisée: par gravure sèche plasma en chimie fluor carbone à base de CxFy ou CxHyFz. 30 Cela permet de réaliser une gravure anisotrope et donc de ne graver la couche considérée uniquement selon une direction préférentielle, celle de l'épaisseur. 3046875 10 - Avantageusement, l'étape de retrait partiel de la couche diélectrique comprend une étape préalable d'oxydation en surface de la couche diélectrique. Cela permet d'obtenir un meilleur contrôle du dimensionnel des 5 espaceurs au cours de la gravure. - Avantageusement, l'étape de retrait partiel de la couche diélectrique est suivie d'une étape de formation d'une couche superficielle sur la portion périphérique de la couche sous-jacente. Cela permet la formation d'une couche superficielle utilisée dans la 10 suite des étapes. La méthode de croissance ainsi que les matériaux sont avantageusement ceux utilisés pour la formation de la source et du drain. - Avantageusement, la formation de la couche superficielle est effectuée par épitaxie. 15 La méthode de croissance ainsi que les matériaux sont avantageusement ceux utilisés pour la formation de la source et du drain. Cela permet alors d'utiliser une méthode et des matériaux déjà présents dans les procédés usuellement utilisés. - Avantageusement, la couche superficielle a une épaisseur au moins 20 égale à ladite hauteur du pied de grille. Cela permet de protéger les flancs du pied de grille lors des étapes suivantes. - Avantageusement, la couche superficielle comprend un matériau par exemple à base de Germanium tel que SiGe avec une concentration de 25 Ge variant de 20% à 80% de préférence 30%. La méthode de croissance ainsi que les matériaux sont avantageusement ceux utilisés pour la formation de la source et du drain. Cela permet alors d'utiliser une méthode et des matériaux déjà présents dans les procédés usuellement utilisés. 30 - Avantageusement, l'étape de formation de la couche superficielle est réalisée par épitaxie. La méthode de croissance ainsi que les matériaux sont avantageusement ceux utilisés pour la formation de la source et du 3046875 11 drain. Cela permet alors d'utiliser une méthode et des matériaux déjà présents dans les procédés usuellement utilisés. - Avantageusement, l'étape de formation de la couche superficielle est précédée d'une étape de nettoyage de la surface de la portion 5 périphérique de la couche sous-jacente entourant la grille par une solution humide. Cela permet de préparer la surface pour permettre l'épitaxie de la couche superficielle. - Avantageusement, la solution humide est une solution à base d'acide 10 fluorhydrique. - Avantageusement, la couche superficielle a une épaisseur préférentiellement au moins égale à la hauteur du pied de grille, et par exemple au moins égale à l'épaisseur de la couche originale diminuée de au moins 3nm. 15 - Avantageusement, l'étape de formation de ladite couche superficielle est suivie d'une étape de formation d'une couche de sélectivité de sorte à recouvrir une partie au moins de la grille, une partie au moins de la couche diélectrique et une partie au moins de la couche superficielle. Cela permet de protéger les espaceurs pour la suite des étapes afin de 20 conserver une partie au moins des espaceurs à la fin du procédé. - Avantageusement, ladite couche de sélectivité est chimiquement identique à la couche diélectrique. Cela permet de former des espaceurs additionnels. - Avantageusement, l'étape de formation de ladite couche superficielle 25 est suivie d'une étape de formation d'une couche de sélectivité de sorte à recouvrir une partie au moins de la grille. Cela permet de protéger les espaceurs pour la suite des étapes afin de conserver une partie au moins des espaceurs à la fin du procédé. - Avantageusement, l'étape de formation de ladite couche superficielle 30 est suivie d'une étape de formation d'une couche de sélectivité de sorte à recouvrir une partie au moins de la couche diélectrique. Cela permet de protéger les espaceurs pour la suite des étapes afin de conserver une partie au moins des espaceurs à la fin du procédé. 3046875 12 - Avantageusement, l'étape de formation de ladite couche superficielle est suivie d'une étape de formation d'une couche de sélectivité de sorte à recouvrir une partie au moins de la couche superficielle. - Avantageusement, l'étape de formation de la couche de sélectivité est 5 réalisée par PECVD. - Avantageusement, ladite couche de sélectivité comprend au moins un matériau pris parmi au moins : nitrure de silicium (SiN), nitrure de bore (BN), tous type de matériau dont la conductivité diélectrique est inférieure ou égale à 7. 10 Cela permet l'utilisation des matériaux usuellement utilisés pour la formation d'espaceurs. - Avantageusement, ladite couche de sélectivité est une couche de sélectivité cinétique. Cela permet de retirer la couche de sélectivité à la même vitesse que la 15 couche diélectrique, seule l'épaisseur relative des deux couches permet la sélection de la partie de couche restante à la fin de l'étape de retrait. - Avantageusement, ladite couche de sélectivité est chimiquement différente de la couche diélectrique. Cela permet de former des espaceurs supplémentaires pouvant 20 comprendre des matériaux différents par rapport aux espaceurs réalisés précédemment. - Avantageusement, ladite couche de sélectivité est une couche de sélectivité chimique. Cela permet d'utiliser des procédés de retrait spécifique à d'autres 25 couche de sorte à ne pas modifier cette couche et ainsi de protéger la couche recouverte de cette dite couche de sélectivité chimique. - Avantageusement, ladite couche de sélectivité a une épaisseur préférentiellement comprise entre mm et 15nm, avantageusement entre 2nm et lOnm et de préférence égale à 3nm. 30 - Avantageusement, ladite couche de sélectivité a une épaisseur supérieure ou égale à l'épaisseur de ladite couche diélectrique. Cela permet un contrôle de la quantité de matière retirée lors de l'étape de retrait de la couche diélectrique. 3046875 13 - Avantageusement, l'étape de formation de la couche de sélectivité est suivie d'une étape de retrait partiel de ladite couche de sélectivité au niveau de la surface de la portion périphérique de la couche sous-jacente. 5 Cela permet de retirer la couche de sélectivité au niveau de la couche superficielle afin de pouvoir retirer celle-ci dans les étapes suivantes. - Avantageusement, ledit retrait partiel de la couche de sélectivité est réalisé de sorte à laisser les au moins un premier et deuxième flancs de la grille recouverts de la couche de sélectivité de sorte à former lesdits 10 espaceurs additionnels. Cela permet de réaliser des espaceurs additionnels. - Avantageusement, ladite une partie résiduelle de la couche de sélectivité forme des espaceurs additionnels. Cela permet de former des espaceurs supplémentaires. 15 - Avantageusement, l'étape de retrait partiel de la couche de sélectivité est effectuée par gravure sèche. Cela permet de réaliser une gravure anisotrope et donc de ne graver la couche considérée uniquement selon une direction préférentielle, celle de l'épaisseur. 20 - Avantageusement, l'étape de retrait partiel de la couche de sélectivité est effectuée par gravure sèche par plasma en chimie fluor carbone. Cela permet de réaliser une gravure anisotrope et donc de ne graver la couche considérée uniquement selon une direction préférentielle, celle de l'épaisseur. 25 - Avantageusement, l'étape de retrait partiel de la couche de sélectivité est réalisée par gravure sèche plasma en chimie fluor à base de CxFy ou CxHyFz. Cela permet de réaliser une gravure anisotrope et donc de ne graver la couche considérée uniquement selon une direction préférentielle, celle 30 de l'épaisseur. - Avantageusement, le retrait partiel de la couche de sélectivité laisse une partie au moins des au moins un premier et deuxième flanc de la grille recouvert de ladite couche de sélectivité. 3046875 14 Cela permet de réaliser des espaceurs additionnels. - Avantageusement, l'étape de retrait partiel de la couche de sélectivité est suivie d'une étape de retrait au moins partiel de la couche superficielle. 5 Cela permet de dégager les flancs du pied de grille et de libérer la portion périphérique de la couche sous-jacente pour la formation future de la source et du drain. - Avantageusement, l'étape de retrait partiel de la couche de sélectivité est suivie d'une étape de retrait de la couche superficielle selon au 10 moins une partie de son épaisseur. Cela permet de dégager les flancs du pied de grille et de libérer la portion périphérique de la couche sous-jacente pour la formation future de la source et du drain. - Avantageusement, l'étape de retrait au moins partiel de la couche 15 superficielle est suivie d'une étape de retrait au moins partiel de ladite couche diélectrique de sorte à découvrir le pied de grille sans découvrir au moins en partie le au moins un premier et deuxième flancs de la grille. Cela permet de libérer les flancs du pied de grille pour ensuite la 20 réalisation de la source et du drain de sorte à ce que les dopants soient les plus près possible du canal de silicium. - Avantageusement, l'étape de retrait au moins partiel de ladite couche diélectrique est effectuée par une gravure humide. Cela permet une gravure isotrope et ainsi de réduire l'épaisseur des 25 espaceurs additionnels. - Avantageusement, l'étape de retrait au moins partiel de la couche superficielle est réalisée par gravure humide ou gravure sèche. Cela permet d'adapter la technique de gravure suivant les situations et les matériaux en jeux. 30 - Avantageusement, l'étape de retrait de ladite couche diélectrique est réalisé par au moins une technique prise parmi au moins : gravure humide ou gravure sèche. 3046 875 15 Cela permet d'adapter la technique de gravure suivant les situations et les matériaux en jeux. - Avantageusement, l'étape de retrait de ladite couche diélectrique est effectuée par une gravure humide en chimie à base d'acide 5 fluorhydrique. Cela permet une gravure isotrope et ainsi de réduire l'épaisseur des espaceurs additionnels. La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un transistor 10 comprenant : - une grille 2000 située au-dessus d'une couche sous-jacente 2022 d'un matériau semi-conducteur, ladite grille 2000 comprenant au moins un premier et un deuxième flanc 2001et 2002, - un pied de grille 2021 formé sous la grille 200 et en saillie dans ladite 15 couche sous-jacente 2022 relativement à une portion périphérique (2023, 2024) de la couche sous-jacente 2022 entourant le pied de grille 2021. Le terme « hauteur du pied de grille 2021 » s'entend ici comme la hauteur 20 de la partie en saillie relativement à la portion périphérique (2023, 2024) de la couche sous-jacente 2022. Selon un mode de réalisation, le procédé selon la présente invention comprend au moins une étape de formation de la couche sous-jacente 2022 25 avec une étape d'enlèvement partiel du matériau semi-conducteur dans une couche originale 2020 du matériau semi-conducteur, autour de la grille 2000 de sorte à former ledit pied de grille 2021, et à former la portion périphérique (2023, 2024) entourant le pied de grille 2021. De manière avantageuse, l'étape de formation de la couche sous-jacente 30 2022 est réalisée avant une étape de formation d'une couche diélectrique 2060 servant à la formation des espaceurs 2061 et 2062 disposé sur les au moins premier et deuxième flancs 2001 et 2002 de la grille 2000. 3046875 16 De manière préférentielle, ce procédé permet de former un pied de grille 2021 dont les paramètres physiques sont précisément contrôlés de sorte à définir avec précision le canal du transistor. Cela permet alors, lors de la formation de la source et du drain, de rapprocher ceux-ci au plus près du canal. 5 Selon un mode de réalisation préférentiel, la grille 2000 est réalisée par une technique connue de l'homme du métier comme par exemple par plasma. La grille comprend diverses couches 2030, 2040 et 2050: - La couche 2030 est une couche comportant un couple de 10 matériaux comprenant au moins un matériau de haute permittivité diélectrique dit High-k (par exemple Hf02, HfSiON...) et au moins un métal (par exemple TiN). Le matériau High-k est avantageusement un matériau avec une permittivité diélectrique élevée, typiquement supérieure à 15. L'épaisseur de cette couche 15 2030 est préférentiellement comprise entre 2nm et 20nm, avantageusement entre 5nm et 8nm, et de préférence égale à 7nm. - La couche 2040 est préférentiellement en silicium polycristallin. L'épaisseur de cette couche 2040 est préférentiellement comprise 20 entre 30nm et 90nm, avantageusement entre 40nm et 70nm, et de préférence égale à 50nm. - La couche 2050 est un masque dur, préférentiellement en oxyde de silicium. L'épaisseur de cette couche 2050 est préférentiellement comprise entre lOnm et 60nm, 25 avantageusement entre 20nm et 40nm, et de préférence égale à 30nm. Afin de réaliser la grille 2000, illustrée en figure 2a, une première gravure utilisant le masque dur 2050 est effectuée, par exemple en chimie fluor carbone 30 et/ou à base de chlore, afin de graver la couche 2040. Cette gravure s'arrête sur la couche 2030. La gravure de la couche 2030 est avantageusement réalisée par chimie à base de BCI3 par exemple non limitatif. 3046875 17 Par exemple afin de réaliser la grille 2000, les conditions suivantes peuvent être utilisées : gravure du silicium polycristallin : HBr/02/Ar, gravure TiN : C12/CH4, gravure du matériau avec une constante diélectrique élevée : BC13/Ar. 5 Selon un mode de réalisation préférentiel illustré en figure 2b, la couche originale 2020 est ensuite gravée afin de former la couche sous-jacente 2022 comprenant le pied de grille 2021 et une portion périphérique (2023 et 2024) de la couche sous-jacente entourant la grille 2000. Cette gravure est 10 préférentiellement réalisée en chimie fluor carbone et/ou à base de chlore. Avantageusement, l'étape d'enlèvement partiel de la couche originale 2020 est configurée pour former un flanc de grille 2000 droit selon une dimension en épaisseur de la couche originale 2020. Préférentiellement, l'étape d'enlèvement partiel de la couche originale 15 2020 comprend une gravure anisotrope configurée pour n'attaquer que les parties de la couche originale 2020 dirigées suivant une dimension en épaisseur de ladite couche. De manière avantageuse, la portion périphérique (2023 et 2024) de la couche sous-jacente entourant la grille 2000 présente une épaisseur comprise 20 entre 1nm et 6nm, avantageusement entre 2nm et 5nm et de préférence au moins égale à 3nm. Cette épaisseur est avantageusement optimisée pour permettre la réalisation des étapes d'intégration suivantes nécessaire à la réalisation du transistor. De manière ingénieuse, les deux gravures précédentes, c'est-à-dire la 25 gravure de la grille 2000 et la gravure de la couche originale 2020, sont réalisées dans le même réacteur plasma à couplage inductif. Cela permet un gain de temps mais également de sécurité concernant la contamination possible d'un échantillon lors de son transport d'un réacteur à un autre. Avantageusement, la largeur de la grille 2000 est supérieure ou égale à la 30 largeur du pied de grille 2021. La formation de la grille 2000 et la formation de la couche sous-jacente 2022 est préférentiellement suivie d'une étape de dépôt d'une couche 3046875 18 diélectrique 2060 illustrée en figure 2c. Cette étape est préférentiellement réalisée par au moins un dépôt d'un matériau de sorte à former une couche diélectrique 2060 sur et/ou autour de la grille 2000. De manière avantageuse, ce dépôt est conforme de sorte à recouvrir les flancs 2001 et 2002 de la grille 5 2000 par la couche diélectrique 2060. La couche diélectrique 2060 comprend avantageusement au moins un matériau pris parmi : le nitrure de silicium, le nitrure de bore, tous types de matériaux dont la constante diélectrique est avantageusement inférieure à 7. 10 L'épaisseur de la couche diélectrique 2060 est de préférence comprise entre 0.5nm et 4nm, avantageusement entre mm et 3nm et de préférence égale à 2 nm. Le dépôt de la couche diélectrique 2060 est par exemple réalisé par PECVD. 15 L'étape suivante illustrée en figure 2d concerne le retrait partiel de la couche diélectrique 2060 afin de former des espaceurs 2061 et 2062 de la grille 2000. Ce retrait partiel peut être par exemple réalisé par gravure sèche. Cette gravure est de préférence réalisée au niveau d'une surface (2025, 20 2026) de la portion périphérique (2023, 2024) de la couche sous-jacente. La gravure de la couche diélectrique 2060 est avantageusement réalisée par plasma dans un réacteur à couplage inductif et/ou capacitif. Le procédé de gravure est fonction des matériaux considérés composant la couche diélectrique 2060. Avantageusement, cette étape de gravure est réalisée par 25 une gravure en chimie fluor carbone. Préférentiellement, une étape préliminaire d'oxydation de la couche diélectrique 2060 peut être réalisée afin d'obtenir un meilleur contrôle du dimensionnement des espaceurs au cours de la gravure. Par exemple, le nitrure en surface peut être oxydé et permettre ainsi un meilleur contrôle de la 30 gravure. En effet, la chimie utilise par exemple peut être sélective à l'oxyde, le bombardement ionique de plasma consomme alors le nitrure oxydé sur les partie planaires, alors que l'oxyde est toujours conservé sur les flancs. Cette technique permet alors une gravure anisotrope. 3046875 19 Cette étape de retrait partiel est préférentiellement réalisée de sorte à laisser les au moins premier et deuxième flancs 2001 et 2002 de la grille 2000 recouverts de la couche diélectrique 2060 afin de former les espaceurs 2061 et 2062. 5 Avantageusement, cette gravure est configurée pour conserver le dimensionnel des espaceurs 2061 et 2062 ainsi qu'un arrêt de la gravure sur la couche sous-jacente 2022. Afin de maîtriser cette gravure et éviter la consommation de la couche sous-jacente 2022, la sélectivité est préférentiellement comprise entre 10 et 60, avantageusement entre 15 et 45 et 10 de préférence égale à 30. La chimie pouvant être utilisée pour cette gravure est une chimie à base de CH3F/He/02 par exemple. Ainsi, à titre d'exemple illustratif, pour graver 2 nm de SiN, les paramètres suivants de gravure sont possibles : CH3F 200 sccm (centimètres cubes par 15 minute) / 02 200 sccm / He 100 sccm / He-CH4 20 sccm avec une vitesse de gravure de l'ordre de 32 nm/minutes et une sélectivité d'environ 30 par rapport à la couche sous-jacente 2022. Avantageusement, le procédé de la présente invention comprend ensuite 20 une étape de formation d'une couche superficielle 2070 sur la portion périphérique (2023, 2024) de la couche sous-jacente 2022 illustrée en figure 2e. Préférentiellement, la formation de cette couche superficielle 2070 est réalisée au niveau de la portion périphérique (2023, 2024) de la couche sous-jacente entourant la grille 2000. Avantageusement, cette couche superficielle 25 2070 est composée de matériaux pouvant servir à la formation des zones source/drain du transistor. Par exemple non limitatif, cette couche superficielle 2070 comprend du silicium-germanium, plus particulièrement du Si70Ge30 par exemple. Mais de manière générale cette couche superficielle 2070 peut comprendre un matériau 30 à base de Germanium. De manière préférentielle, cette couche superficielle 2070 est réalisée par au moins une technique de croissance épitaxialle. L'épaisseur de la couche superficielle 2070 est préférentiellement au moins égale à la hauteur du pied de 3046875 20 grille 2021, et par exemple au moins égale à l'épaisseur de la couche originale 2020 diminuée de 3nm. De manière préférentielle, la couche superficielle 2070 a une épaisseur au moins égale à ladite hauteur du pied de grille 2021. 5 Avantageusement, une étape de nettoyage de la surface de la portion périphérique (2023 et 2024) de la couche sous-jacente 2022 entourant la grille 2000 peut être réalisée par une solution humide par exemple, typiquement à base d'acide fluorhydrique (par exemple HF à 0.5% durant environ 10 secondes), avant l'étape de formation de la couche superficielle 2070. 10 Selon un mode de réalisation préférentiel présenté en figure 2f, l'étape suivante comprend la formation d'une couche de sélectivité 2080 de sorte à recouvrir une partie au moins de la grille 2000, une partie au moins de la couche diélectrique 2060 et une partie au moins de la couche superficielle 2070. Cela permet alors de protéger les espaceurs 2061 et 2062 de la grille 15 2000 lors des étapes suivantes du présent procédé. De manière préférentielle, la couche de sélectivité 2080 est chimiquement identique à la couche diélectrique 2060 afin de former par la suite des espaceurs additionnels 2081 et 2082 de même nature chimique que les espaceurs 2061 et 2062 de la grille 2000. 20 Selon un mode de réalisation, la formation de la couche de sélectivité 2080 est réalisée par un dépôt d'un matériau pris parmi au moins : nitrure de silicium, nitrure de bore, tous types de matériau dont la constante diélectrique est avantageusement inférieure à 7. Le dépôt de la couche de sélectivité 2080 est par exemple réalisé par 25 PECVD. Avantageusement, ce dépôt est conforme, et la couche de sélectivité 2080 a une épaisseur comprise entre 2nm et 29nm, préférentiellement entre 6nm et 15nm, et de manière avantageuse égale à 8nm. 30 Selon un mode de réalisation illustré en figure 2g, l'étape suivante correspond à un retrait partiel de la couche de sélectivité 2080 au niveau de la surface (2025, 2026) de la portion périphérique (2023 et 2024) de la couche sous-jacente 2022. 3046875 21 Avantageusement, cette étape de retrait partiel est réalisée de sorte à laisser les au moins un premier et deuxième flancs 2001 et 2002 de la grille 2000 recouverts de la couche de sélectivité 2080 de sorte à former des espaceurs additionnels 2081 et 2082 recouvrant au moins en partie les 5 espaceurs 2061 et 2062. Ainsi une partie résiduelle de la couche de sélectivité 2080 forme des espaceurs additionnels 2081 et 2082. De manière préférentielle, le retrait partiel de la couche de sélectivité 2080 est effectué par gravure sèche. Cette gravure est configurée pour s'arrêter au niveau de la couche superficielle 2070. La sélectivité de cette gravure par 10 rapport à la couche superficielle 2070 est de préférence comprise entre 10 et 50, avantageusement entre 15 et 40 et de préférence égale à 30. Ce paramètre permet de minimiser la consommation de la couche superficielle 2070. La chimie pouvant être utilisée pour cette gravure est une chimie à base de CH3F/He/02 par exemple. 15 Par exemple non limitatif, cette gravure peut être réalisée avec les paramètres suivants : CH3F 200 sccm / 02 200 sccm / He 100 sccm / He-CH4 20 sccm. Selon un mode de réalisation avantageux, l'étape de retrait partiel de la 20 couche de sélectivité 2080 est suivie d'une étape de retrait au moins partiel de la couche superficielle 2070 présentée en figure 2h. Cette gravure peut être effectuée par voie humide en chimie à base d'acide fluorhydrique et d'acide acétique par exemple. Selon un mode de réalisation, la vitesse de gravure est préférentiellement 25 comprise entre 50nm/minutes et 70nm/minutes, avantageusement entre 55nm/minutes et 65nm/minutes et de préférence égale à 58 nm/minutes. La sélectivité de cette gravure est préférentiellement comprise entre 40 et 60, préférentiellement entre 45 et 55 et avantageusement égale à 50 par rapport à la couche de sélectivité 2080 et/ou à la couche originale 2020. 30 Cette gravure peut également être réalisée par voie sèche, avec par exemple une sélectivité comprise entre 20 et 80, avantageusement entre 40 et 70, et de préférence entre 50 et 60 en fonction des matériaux considérés. 3046875 22 Par exemple, la sélectivité SiGe/Si est de l'ordre de 60. Cela est nécessaire pour conserver l'intégrité de la couche sous-jacente dont l'épaisseur est avantageusement de quelques nanomètres afin de poursuivre par la formation des sources et des drains par croissance épitaxiale par exemple. 5 Par exemple, la sélectivité SiGe/SiN est de l'ordre de 20. La chimie pouvant être utilisée pour cette gravure est une chimie à base de CF4/N2/Ar par exemple. Par exemple non limitatif, la gravure par voie sèche peut être réalisée comme suit : Pour retirer 8nm de SiGe, la gravure est réalisée dans un 10 équipement de gravure de type Down Stream (en aval du plasma) avec une source micro-ondes de 2.45 GHz délocalisée, les espèces de gravure sont acheminées dans un guide d'ondes dans la chambre de gravure selon les conditions suivantes : 700w, 300mTr, CF4 500 sccm, N2 50 sccm, Ar 500 sccm, 25°C et pour un temps de gravure de 8 secondes environ. 15 Selon un mode de réalisation illustré également par la figure 2h, l'étape suivante correspond à une étape de retrait au moins partiel de la couche diélectrique 2060 de sorte à découvrir le pied de grille 2021 sans découvrir au moins en partie le au moins un premier et deuxième flancs 2001 et 2002 de la 20 grille 2000 de sorte à conserver les espaceurs 2061 et 2062 ainsi que les espaceurs additionnels 2081 et 2082. Avantageusement, cette étape est réalisée par gravure humide, par exemple par une chimie à base de d'acide fluorhydrique pour graver du nitrure de silicum. 25 Ainsi, la couche diélectrique 2060 se trouvant sur les flancs du pied de grille 2021 est consommée afin de découvrir lesdits flancs du pied de grille 2021. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations précédemment 30 décrits et s'étend à tous les modes de réalisation couverts par les revendications. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un transistor comprenant : - une grille (2000) située au-dessus d'une couche sous-jacente (2022) d'un matériau semi-conducteur, ladite grille (2000) comprenant au moins un premier et un deuxième flanc (2001, 2002), - un pied de grille (2021) formé sous la grille et en saillie dans la dite couche sous-jacente (2022) relativement à une portion périphérique (2023, 2024) de la couche sous-jacente (2022) entourant le pied de grille (2021), le procédé comprenant une étape de formation d'une couche diélectrique (2060) de sorte à former des espaceurs (2061, 2062) recouvrant au moins en partie lesdits premier et deuxième flancs (2001, 2002) de la grille (2000) de sorte à ne pas couvrir au moins en partie ledit pied de grille (2021), caractérisé par le fait que, avant l'étape de formation de la couche diélectrique (2060), la couche sous-jacente (2022) est formée avec une étape d'enlèvement partiel du matériau semi-conducteur dans une couche originale (2020) du matériau semi-conducteur, autour de la grille (2000) de sorte à former ledit pied de grille (2021), et à former la portion périphérique (2023, 2024) entourant le pied de grille (2021). 2. Procédé selon la revendication précédente dans lequel l'étape d'enlèvement partiel de la couche originale (2020) est configurée pour former un flanc de grille (2000) droit selon une dimension en épaisseur de la couche originale (2020). 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape d'enlèvement partiel de la couche originale (2020) comprend une gravure anisotrope configurée pour n'attaquer que les parties de la couche originale (2020) dirigées suivant une dimension en épaisseur de ladite couche. 3046875 24 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la largeur de la grille (2000) est supérieure ou égale à la largeur du pied de grille (2021). 5 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de formation de la couche diélectrique (2060) est suivie par une étape de retrait partiel de la couche diélectrique (2060) au niveau d'une surface (2025, 2026) de la portion périphérique (2023, 2024) de la couche sous-jacente (2022). 10 6. Procédé selon la revendication précédente dans lequel ledit retrait partiel de la couche diélectrique (2060) est réalisé de sorte à laisser les au moins premier et deuxième flancs (2001, 2002) de la grille (2000) recouverts de la couche diélectrique (2060) de sorte à former lesdits 15 espaceurs. 7. Procédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel l'étape de retrait partiel de la couche diélectrique (2060) est effectuée par gravure sèche. 8. Procédé selon l'une quelconque des trois revendications précédentes dans lequel l'étape de retrait partiel de la couche diélectrique (2060) est suivie d'une étape de formation d'une couche superficielle (2070) sur la portion périphérique (2023, 2024) de la couche sous-jacente (2022). 9. Procédé selon la revendication précédente dans lequel la formation de la couche superficielle (2070) est effectuée par épitaxie. 10. Procédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes 30 dans lequel la couche superficielle (2070) a une épaisseur au moins égale à ladite hauteur du pied de grille (2021). 20 25 3046875 25 11. Procédé selon l'une quelconque des trois revendications précédentes dans lequel l'étape de formation de ladite couche superficielle (2070) est suivie d'une étape de formation d'une couche de sélectivité (2080) de sorte à recouvrir une partie au moins de la grille (2000), une partie 5 au moins de la couche diélectrique (2060) et une partie au moins de la couche superficielle (2070). 12. Procédé selon la revendication précédente dans lequel ladite couche de sélectivité (2080) est chimiquement identique à la couche 10 diélectrique (2060). 13. Procédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel l'étape de formation de la couche de sélectivité (2080) est suivie d'une étape de retrait partiel de ladite couche de sélectivité 15 (2080) au niveau de la surface (2025, 2026) de la portion périphérique (2023, 2024) de la couche sous-jacente (2022). 14. Procédé selon la revendication précédente dans lequel ledit retrait partiel de la couche de sélectivité (2080) est réalisé de sorte à laisser 20 les au moins un premier et deuxième flancs (2001, 2002) de la grille (2000) recouverts de la couche de sélectivité (2080) de sorte à former lesdits espaceurs additionnels (2081, 2082). 15. Procédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes 25 dans lequel l'étape de retrait partiel de la couche de sélectivité (2080) est effectuée par gravure sèche. 16. Procédé selon l'une quelconque des trois revendications précédentes dans lequel l'étape de retrait partiel de la couche de sélectivité (2080) 30 est suivie d'une étape de retrait au moins partiel de la couche superficielle (2070). 3046875 26 17. Procédé selon la revendication précédente dans lequel l'étape de retrait au moins partiel de la couche superficielle (2070) est suivie d'une étape de retrait au moins partiel de ladite couche diélectrique (2060) de sorte à découvrir le pied de grille (2021) sans découvrir au moins en partie le 5 au moins un premier et deuxième flancs (2001, 2002) de la grille (2000). 18. Procédé selon la revendication précédente dans lequel l'étape de retrait au moins partiel de ladite couche diélectrique (2060) est effectuée par 10 une gravure humide.