Brevet FR3037715A1 (20161223)
REVENDICATIONS1. Procédé de formation des espaceurs d'une grille (150) d'un transistor à effet de champ (100), la grille (150) présentant un sommet et des flancs et étant située au-dessus d'une couche (146) en un matériau semis conducteur, comprenant une étape (410) de formation d'une couche diélectrique (152) recouvrant la grille du transistor, le procédé comprenant : après l'étape de formation de la couche diélectrique (152), au moins une étape de modification (430) de ladite couche diélectrique (152) par mise en présence de la couche diélectrique (152) avec un 10 plasma créant un bombardement d'ions légers anisotrope selon une direction privilégiée parallèle à des flancs de la grille (120), les conditions du plasma, en particulier l'énergie des ions légers et la dose implantée étant choisies de manière à modifier au moins des portions (158) de la couche diélectrique (152) qui sont situées sur le 15 sommet de la grille et de part et d'autre de la grille (120) et qui sont perpendiculaires aux flancs de la grille (120) en conservant des portions non-modifiées de la couche diélectrique (152) recouvrant les flancs de la grille (120) ; les ions légers étant des ions à base d'hydrogène (H) ; 20 au moins une étape de retrait (440) de la couche diélectrique modifiée (158) à l'aide d'une gravure sélective de ladite couche diélectrique modifiée (158) vis-à-vis de la couche (146) en un matériau semi-conducteur et vis-à-vis de la couche diélectrique (152) non modifiée ; 25 caractérisé en ce que le plasma utilisé lors de l'étape de modification (430) de la couche diélectrique (152) est formé à partir d'un gaz comprenant au moins un premier composant gazeux non carboné dont la dissociation génère lesdits ions légers et un deuxième composant gazeux comprenant au moins une espèce favorisant la dissociation du premier composant pour former lesdits ions 30 légers, dans lequel le ratio de gaz entre le premier composant et le deuxième composant est compris entre 1 :19 et 19 :1. 3037715 42\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel ledit ratio est compris entre 1 :9 et 9 :1 et de préférence entre 1 :5 et 5 :1.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les paramètres de l'implantation, notamment l'énergie d'implantation des ions légers issus du premier composant et la dose implantée, sont prévues de sorte que la couche diélectrique modifiée (158) puisse être gravée de manière sélective vis-à-vis de la couche (146) en un matériau semi-conducteur et vis-à-vis de la couche diélectrique (152) non modifiée.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le premier composant est choisi parmi l'hydrogène (H2), le nitrure de silicium (SiH4), le nitrure d'hydrogène (NH3) ou le bromure d'hydrogène (HBr).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le deuxième composant est choisi parmi l'hélium (He), l'azote (N2), l'argon (Ar) ou le xénon (Xe).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la couche diélectrique (152) est formée d'un ou plusieurs matériaux diélectriques dont la constante diélectrique k est inférieure ou égale à 8 et de préférence à\n<CLM>\1\t7. Procédé selon la revendication précédente dans lequel la couche diélectrique (152) comprend un matériau présentant une constante diélectrique inférieure à 4 et de préférence inférieure à 3.1 et de préférence inférieure ou égale à\n<CLM>\1\t8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la couche diélectrique (152) est une couche à base de silicium (Si).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le matériau de la couche diélectrique (152) est pris parmi : le SiCO, le SiC, le SiCN, le SiOCN, le SiCBN, le SiOCH, et le SiO2. 3037715 43\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la couche diélectrique (152) est une couche poreuse.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel la couche de protection (152) est une couche non-poreuse. 5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant dans lequel la couche diélectrique (152) est en nitrure de silicium et l'étape de formation (410) de la couche diélectrique (152) comprend une étape de dépôt de la couche diélectrique (152) au cours de laquelle on effectue une étape de réduction de la constante diélectrique de la couche diélectrique (152). 10\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel l'étape de réduction de la constante diélectrique de la couche diélectrique (152) comprend l'introduction d'une porosité dans la couche diélectrique (152).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel la couche diélectrique (152) est en nitrure de silicium 15 et l'étape de formation (410) de la couche diélectrique (152) comprend l'introduction de précurseurs dans la couche diélectrique (152) au cours de ladite étape de la couche diélectrique (152).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel la couche diélectrique est une couche à base de nitrure de silicium et dans lequel les 20 précurseurs sont choisis de manière à former des liaisons réduisant la polarisabilité de la couche diélectrique (152).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de modification (430) de la couche diélectrique (152) réalisée à partir d'un plasma modifie la couche diélectrique (152) de manière 25 continue depuis la surface de la couche diélectrique (152) et sur une épaisseur comprise entre 1 nm (nanomètre) et 30 nm, de préférence comprise entre 1 nm et 10 nm. 3037715 44\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le débit du premier composant est compris entre 10 et 1000 sccm (centimètre cube par minute).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes 5 dans lequel le débit du deuxième composant est compris entre 10 et 1000 sccm.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de modification (430) de la couche diélectrique (152) est réalisée de sorte à fournir une puissance de polarisation ou puissance de 10 source, à une fréquence comprise entre 100 Hz (Hertz) et 5 kHz, avec un cycle opératoire compris entre 10% et 90%.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de retrait (440) de la couche diélectrique modifiée (158) est effectuée par gravure humide sélective à la couche (146) en un matériau semi15 conducteur.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la couche (146) en un matériau semi-conducteur est du silicium et dans lequel l'étape de retrait (440) de la couche diélectrique modifiée (158) est effectuée par gravure humide sélectivement au silicium (Si) et/ou à l'oxyde de 20 silicium (Si02) (121, 740).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel la gravure sélective au silicium est obtenue à l'aide d'une solution à base d'acide fluorhydrique (HF).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 19 dans 25 lequel l'étape de retrait (440) est effectuée par gravure sèche sélective à la couche (146) en un matériau semi-conducteur.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel la couche (146) en un matériau semi-conducteur est du silicium et dans lequel l'étape de 3037715 45 retrait (440) de la couche diélectrique modifiée (158) est effectuée par gravure sèche sélective au silicium (Si) et/ou à l'oxyde de silicium (SiO2).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel la gravure sèche est effectuée dans un plasma formé dans une enceinte confinée à partir 5 d'un mélange de trifluorure d'azote (NF3) et d'hydrogène (H2) ou d'ammoniac (NH3).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des trois revendications précédentes dans lequel la gravure sèche comprend : - une étape de gravure (620) consistant en la formation de sels 10 solides ; - une étape de sublimation (630) des espèces solides.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant une unique étape de modification (430) effectuée de sorte à modifiée la couche diélectrique (152) dans toute son épaisseur sur toutes les 15 surfaces parallèles au plan d'un substrat (142) sur lequel repose la grille (150) et à ne pas modifier la couche diélectrique (152) dans toute son épaisseur sur les surfaces parallèles à ladite direction privilégiée.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 26 comprenant plusieurs séquences comprenant chacune une étape de 20 modification (430) et une étape de retrait (440), et dans lequel au cours d'au moins l'une des étapes de modification (430), seule une partie de l'épaisseur de la couche diélectrique (152) est modifiée.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel les séquences sont répétées (450) jusqu'à disparition de la couche diélectrique 25 (152) sur toutes les surfaces parallèles au plan d'un substrat (142) sur lequel repose la grille (150).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la grille (150) du transistor est située sur un empilement de couches formant un substrat élaboré de type silicium sur isolant (SOI). 3037715 46\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la gravure est sélective à l'oxyde de silicium (SiO2).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les ions légers comprennent des ions à base d'hydrogène (H2) pris 5 parmi : H, H+, H2+, H3+.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le transistor est un transistor de type FDSOI. 10