Brevet FR3037717A1 (20161223)
REVENDICATIONS1. Procédé de formation d'espaceurs (152a, 152b) d'une grille (120) d'un transistor à effet de champ (200), la grille (120) présentant un sommet et des flancs et étant située au-dessus d'une couche active (146) en un matériau semi-conducteur, le procédé comprenant une étape de formation (410) d'une couche de protection (152) recouvrant la grille (120) dudit transistor (200), la couche de protection (152) présentant une constante diélectrique égale ou inférieure à 8, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend après l'étape de formation (410) de la couche de protection (152) : - au moins une étape de formation (420) d'un film carboné (217) sur le transistor (200) ; - après l'étape de formation (420) du film carboné (217), au moins une étape de retrait (430) du film carboné (217) sur le sommet de la grille (120) et de part et d'autre de la grille (120) par mise en présence du film carboné (217) avec un plasma créant un bombardement d'ions plus lourds que les ions hydrogène (H2) selon une direction principale de sorte à enlever au moins des portions du film carboné (217) situées sur le sommet et de part et d'autre de la grille (120) et qui sont perpendiculaires à ladite direction principale, en laissant en place des portions résiduelles (217a, 217b) du film carboné (217) au niveau des flancs de la grille (120) ; - au moins une étape de modification (440) de la couche de protection (152) par mise en présence de la couche de protection (152) avec un plasma comprenant des ions à base d'hydrogène (H, H+, H2+, H3+ etc.) et/ou à base d'hélium (He) et créant un bombardement d'ions ions à base d'hydrogène (H, H+, H2+, H3+ etc.) et/ou à base d'hélium (He) anisotrope selon ladite direction principale qui est parallèle à des flancs de la grille (120), ledit bombardement étant effectué de sorte à modifier au moins des portions (158) de la couche de protection (152) qui sont situées sur le sommet 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 (152a, 152b) de la couche de protection (152) recouvrant les flancs de la grille (120) ; et 3037717 45 après l'étape de modification (440) de la couche de protection (152), l'étape de formation (420) du film carboné (217) et l'étape de retrait (430) de portions du film carboné (217) laissant en place des portions résiduelles (217a, 217b) du film carboné (217) au niveau des flancs de la grille (120), au 5 moins une étape de retrait (450) de la couche de protection modifiée (158) à l'aide d'une gravure sélective de la couche de protection modifiée (158) vis-à-vis des portions non-modifiées (152a, 152b) de la couche de protection (152) et vis-à-vis des portions résiduelles (217a, 217b) du film carboné (217) ; 10 et dans lequel l'au moins une étape de formation (420) du film carboné (217) et l'au moins une étape de modification (440) de la couche de protection (152) ne sont pas réalisées simultanément.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel la couche de protection (152) est une couche à base de nitrure ou une couche dont le 15 matériau présente une constante diélectrique égale ou inférieure à celle du nitrure de silicium.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel, l'étape de formation (420) du film carboné (217) est réalisée à partir d'un plasma à base de CxHyFz, CxHy or CxFy où x est la proportion de carbone, y 20 et/ou z sont respectivement la proportion d'hydrogène ou/et du fluor.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel le CxHy est le CH4.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel, l'étape de formation (420) du film carboné (217) est réalisée en utilisant 25 un plasma à couplage inductif (ICP) ou un plasma à couplage capacitif (CCP).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel, l'étape de formation (420) du film carboné (217) est réalisée par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans 30 lequel le plasma utilisé lors de l'étape de retrait (430) de portions du film 3037717 46 carboné (217) comprend des ions plus lourds que l'hydrogène (H2), ledit bombardement des ions plus lourds que l'hydrogène enlevant au moins les portions du film carboné (217) situées sur le sommet et de part et d'autre de la grille (120) en laissant en place des portions résiduelles (217a, 217b) du film 5 carboné (217) au niveau des flancs de la grille (120).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le plasma utilisé lors de l'étape de retrait (430) de portions du film carboné (217) comprend des ions pris parmi l'argon (Ar), l'hélium (He), l'azote (N2) et l'oxygène (02). 10\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de modification (440) est effectuée de manière à ce que les ions à base d'hydrogène (H, H+, H2+, H3+ etc.) et/ou à base d'hélium (He) du plasma s'implantent dans ladite portion (158) de la couche de protection (152).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans 15 lequel l'étape de retrait (450) de la couche de protection modifiée (158) est sélective de la couche de protection modifiée (158) vis-à-vis de la couche active (146).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel lors de l'étape de modification (440) les conditions du plasma, en 20 particulier la concentration, l'énergie des ions à base d'hydrogène (H, H+, H2+, H3+ etc.) et/ou à base d'hélium (He) et la direction principale d'implantation sont choisies de manière à ce que, au niveau des surfaces perpendiculaires à la direction principale toute l'épaisseur de la couche de protection (152) soit modifiée par l'implantation desdits ions du plasma de l'étape de modification 25 (440) et dans lequel l'étape de retrait (450) est réalisée de manière à retirer toute la couche de protection modifiée (158), mettant ainsi à nu la couche active (146) au niveau des surfaces perpendiculaires à ladite direction principale.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la couche de protection (152) est une couche à base de nitrure de 30 silicium. 3037717 47\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la couche de protection (152) est une couche de nitrure de silicium.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel le matériau de la couche de protection (152) est pris parmi le nitrure de bore (BN), 5 le SiCBN, le SiOCN, le SiCO, le SiC.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de retrait (450) de la couche de protection modifiée (158) est effectuée par gravure humide.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans 10 lequel le matériau semi-conducteur est du silicium et dans lequel l'étape de retrait (450) de la couche de protection modifiée (158) est effectuée par gravure humide sélectivement audit matériau semi-conducteur de la couche active (146) et/ou à une couche d'oxyde de silicium (SiO2) surmontant la grille (120).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel la gravure 15 sélective au silicium est obtenue à l'aide d'une solution à base d'acide fluorhydrique (HF) ou de H3PO4.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 dans lequel l'étape de retrait (450) est effectuée par gravure sèche sélective de ladite couche modifiée (158) vis-à-vis dudit film carboné (217), vis-à-vis des portions 20 non-modifiées (152a, 152b) de la couche de protection (152) et vis-à-vis dudit matériau semi-conducteur.\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 de trifluorure d'azote (NF3) et d'ammoniac (NH3). 25\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel la gravure sèche comprend : une étape de gravure (620) consistant en la formation de sels solides ; une étape de sublimation (630) des espèces solides. 3037717 48\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant plusieurs séquences comprenant chacune une étape de modification (440) de la couche de protection (152) et une étape de retrait (450), et dans lequel au cours d'au moins l'une des étapes de modification 5 (440), seule une partie de l'épaisseur de la couche de protection (152) est modifiée.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel les séquences sont répétées (460) jusqu'à disparition de la couche de protection modifiée (158) sur toutes les surfaces parallèles au plan d'un substrat sur lequel repose 10 la grille (120).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 dans lequel l'étape de modification (440) est une unique étape effectuée de manière à modifier la couche de protection (152) dans toute son épaisseur sur toutes les surfaces parallèles au plan d'un substrat sur lequel repose la grille (120) et à ne 15 pas modifier la couche de protection (152) dans toute son épaisseur sur les surfaces perpendiculaires à ce plan.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de retrait (430) de portions du film carboné (217) et l'étape de modification (440) sont réalisées simultanément. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel l'étape de retrait (430) de portions du film carboné (217) et l'étape de modification (440) de la couche de protection (152) sont réalisées simultanément et en utilisant un même plasma comprenant des ions H et/ou He.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel le plasma 25 comprend en outre des ions pris parmi l'argon (Ar), l'hélium (He), l'azote (N2) et/ou l'oxygène (02).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 23 dans lequel l'étape de modification (440) de la couche de protection (152) est effectuée après l'étape de formation (420) du film carboné (217) et après l'étape de retrait 30 de portions du film carboné (217). 3037717 49\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 23 dans lequel l'étape de modification (440) de la couche de protection (152) est effectuée préalablement à l'étape de formation (420) du film carboné (217).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel l'étape de 5 modification (440) est précédée d'une étape de gravure (320) anisotrope qui est effectuée dans un plasma de type CH3F/02/He.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau semi-conducteur est pris parmi: le silicium (Si), le germanium (Ge), le silicium-germanium (SiGe). 10\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape de modification (440) réalisée à partir d'un plasma modifie la couche de protection (152) de manière continue depuis la surface de la couche de protection (152) et sur une épaisseur comprise entre 1 nm et 30 nm et de préférence entre 1 nm et 10 nm. 15