Brevet FR3135827A1 — publié le 20231124

Transistor La présente description concerne un transistor (10) comportant, sur une couche semiconductrice (11), un empilement d'un isolant de grille (13) et d'une grille conductrice (17), dans lequel l'épaisseur de l'isolant de grille est variable dans la direction de la longueur du transistor, l'isolant de grille (13) comprenant une première région présentant une première épaisseur (e1) en vis-à-vis d'une région centrale de la grille conductrice, et une deuxième région présentant une deuxième épaisseur (e2), supérieure à la première épaisseur en vis-à-vis des bords de la grille. Figure pour l'abrégé : Fig. 1D Transistor La présente description concerne de façon générale les composants électroniques et plus particulièrement les transistors à effet de champ de type MOSFET (de l'anglais "Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor" – transistor à effet de champ métal oxyde semiconducteur). Les transistors de type MOSFET sont des transistor à effet de champ comprenant une grille conductrice, par exemple métallique, électriquement isolée d’un substrat semiconducteur par une couche diélectrique appelée isolant de grille. Diverses réalisations de transistors MOSFET ont déjà été proposées. Il serait souhaitable de pallier au moins en partie certains inconvénients des réalisations connues de transistors MOSFET. On s’intéresse ici plus particulièrement à l’amélioration des performances électriques de transistors MOSFET destinés à des applications de commutation de signaux radiofréquence (RF), aussi appelés commutateurs RF. Pour cela, un mode de réalisation prévoit un transistor comportant, sur une couche semiconductrice, un empilement d'un isolant de grille et d'une grille conductrice, dans lequel l'épaisseur de l'isolant de grille est variable dans la direction de la longueur du transistor, l'isolant de grille comprenant une première région présentant une première épaisseur en vis-à-vis d'une région centrale de la grille conductrice, et une deuxième région présentant une deuxième épaisseur, supérieure à la première épaisseur en vis-à-vis des bords de la grille. Selon un mode de réalisation, l'épaisseur de l'isolant de grille varie de façon progressive entre les première et deuxième régions. Selon un mode de réalisation, l'isolant de grille présente une marche entre les première et deuxième régions. Selon un mode de réalisation, la première région s'étend sur une longueur comprise entre 110 nm et 130 nm. Selon un mode de réalisation, la deuxième région est divisée en deux parties situées de part et d'autre de la première région, chacune des parties de la deuxième région s'étendant sur une longueur comprise entre 10 nm et 30 nm. Selon un mode de réalisation, la différence entre la première épaisseur et la deuxième épaisseur est supérieure ou égale à 2 nm. Selon un mode de réalisation, la grille conductrice est revêtue, sur ses flancs, d'une couche d'oxyde. Un autre mode de réalisation prévoit un commutateur radiofréquence comportant un transistor tel que décrit ci-avant. Encore un autre mode de réalisation prévoit un circuit intégré comprenant un premier transistor tel que décrit ci-avant, un deuxième transistor comprenant une couche d’isolant de grille d’épaisseur constante égale à la première épaisseur et un troisième transistor comprenant une couche d’isolant de grille d’épaisseur constante égale à la deuxième épaisseur. Encore un autre mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication d'un transistor tel que décrit ci-avant, comprenant les étapes successives suivantes : dépôt d'une couche d'isolant de grille d'épaisseur e1 sur une face supérieure d'une couche semiconductrice ; formation d'une grille conductrice sur et en contact avec une partie de la couche d'isolant de grille ; et oxydation thermique de la couche d'isolant de grille de sorte que la couche d'isolant de grille atteigne une épaisseur e2 supérieure à e1 en vis-à-vis des bords de la grille conductrice et qu'elle reste à la première épaisseur en vis-à-vis du centre de la grille conductrice. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend les étapes successives suivantes : formation d'une première couche d’isolant de grille d’épaisseur e3 sur une face supérieure d'une couche semiconductrice ; retrait localisé de la première couche d'isolant de grille dans la première région sur une bande de largeur L1 ; formation d'une couche d'isolant de grille d’épaisseur e4 inférieure à e3 sur la face supérieure de la couche semiconductrice dans la première région ; et formation d'une grille conductrice en vis à vis d’une bande de largeur L supérieure à L1 comprenant ladite bande de largeur L1. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre la formation simultanée : - d’un premier transistor supplémentaire comprenant une couche d’isolant de grille d’épaisseur e4 constante dans la direction de la longueur de canal du transistor ; et - d’un deuxième transistor supplémentaire comprenant une couche d’isolant de grille d’épaisseur e3 constante dans la direction de la longueur de canal du transistor. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la , la , la et la sont des vues en coupe, illustrant de façon partielle et schématique, des étapes successives d'un exemple d’un procédé de fabrication d'un transistor selon un premier mode de réalisation ; la , la , la , la , la et la sont des vues en coupe, illustrant de façon partielle et schématique, des étapes successives d'un exemple d’un procédé de fabrication d'un transistor selon un deuxième mode de réalisation ; la illustre une variante de mise en oeuvre du procédé selon le deuxième mode de réalisation. Transistor (10 ; 50 ; 51) comportant, sur une couche semiconductrice (11), un empilement d'un isolant de grille (13) et d'une grille conductrice (17), dans lequel l'épaisseur de l'isolant de grille est variable dans la direction de la longueur (L) du transistor, l'isolant de grille (13) comprenant une première région présentant une première épaisseur (e1 ; e4) en vis-à-vis d'une région centrale de la grille conductrice, et une deuxième région présentant une deuxième épaisseur (e2 ; e3), supérieure à la première épaisseur en vis-à-vis des bords de la grille. Transistor (10) selon la revendication 1, dans lequel l'épaisseur de l'isolant de grille (13) varie de façon progressive entre les première et deuxième régions. Transistor (50 ; 51) selon la revendication 1, dans lequel l'isolant de grille (13) présente une marche entre les première et deuxième régions. Transistor (50 ; 51) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la première région s'étend sur une longueur comprise entre 110 nm et 130 nm. Transistor (50 ; 51) selon la revendication 3 ou selon la revendication 4 dans son rattachement à la revendication 3, dans lequel la deuxième région est divisée en deux parties situées de part et d'autre de la première région, chacune des parties de la deuxième région s'étendant sur une longueur comprise entre 10 nm et 30 nm. Transistor (10 ; 50 ; 51) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la différence (e3) entre la première épaisseur (e1 ; e4) et la deuxième épaisseur (e2 ; e3) est supérieure ou égale à 2 nm. Transistor (51) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la grille conductrice (17) est revêtue, sur ses flancs, d'une couche d'oxyde (130 ; 53). Commutateur radiofréquence comportant un transistor (10 ; 50 ; 500) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. Circuit intégré comprenant un premier transistor selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, un deuxième transistor comprenant une couche d’isolant de grille d’épaisseur constante égale à la première épaisseur (e4) et un troisième transistor comprenant une couche d’isolant de grille d’épaisseur constante égale à la deuxième épaisseur (e3). Procédé de fabrication d'un transistor (10) selon la revendication 2, comprenant les étapes successives suivantes : dépôt d'une couche d'isolant de grille (13) d'épaisseur e1 sur une face supérieure d'une couche semiconductrice (11) ; formation d'une grille conductrice (17) sur et en contact avec une partie de la couche d'isolant de grille ; et oxydation thermique de la couche d'isolant de grille (13) de sorte que la couche d'isolant de grille (13) atteigne une épaisseur e2 supérieure à e1 en vis-à-vis des bords de la grille conductrice (17) et qu'elle reste à la première épaisseur en vis-à-vis du centre de la grille conductrice. Procédé de fabrication d'un transistor (50 ; 51) selon la revendication 3, comprenant les étapes successives suivantes : formation d'une première couche d’isolant de grille (131) d’épaisseur e3 sur une face supérieure d'une couche semiconductrice (11) ; retrait localisé de la première couche d'isolant de grille (131) dans la première région sur une bande de largeur L1 ; formation d'une couche d'isolant de grille (132) d’épaisseur e4 inférieure à e3 sur la face supérieure de la couche semiconductrice (11) dans la première région ; et formation d'une grille conductrice (17) en vis à vis d’une bande de largeur L supérieure à L1 comprenant ladite bande de largeur L1. Procédé selon la revendication 11, comprenant en outre la formation simultanée : - d’un premier transistor supplémentaire (GO1) comprenant une couche d’isolant de grille (132) d’épaisseur e4 constante dans la direction de la longueur de canal du transistor ; et - d’un deuxième transistor supplémentaire (GO2) comprenant une couche d’isolant de grille (131, 132) d’épaisseur e3 constante dans la direction de la longueur de canal du transistor.