Brevet FR3041471A1 (20170324)
REVENDICATIONS1. Procédé de formation d'espaceurs d'une grille (150) d'un transistor à effet de champ (100), la grille (150) comprenant des flancs et un sommet et étant située au-dessus d'une couche (146) en un matériau semi-conducteur, le procédé 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 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, par implantation des ions légers, au moins des portions (158) de la couche diélectrique (152) qui sont situées sur un 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 de la couche diélectrique (152) recouvrant les flancs de la grille (120) non-modifiées ou non-modifiées sur toute leur épaisseur; les ions légers étant des ions à base d'hydrogène (H) et/ou à base d'hélium (He); 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 ; caractérisé en ce que l'étape de retrait (440) de la couche diélectrique modifiée (158) comprend : - une gravure sèche (441) réalisée par mise en présence d'un mélange gazeux, de préférence uniquement gazeux, comprenant au moins un premier composant à base d'acide fluorhydrique (HF), l'acide fluorhydrique transformant 3041471 41 en résidus non-volatiles à température ambiante la couche diélectrique modifiée (158), - uniquement après la gravure sèche (441) : un retrait (442) des résidus non-volatiles à température ambiante par un nettoyage humide ou par un recuit 5 thermique de sublimation.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel les paramètres de l'étape de retrait (440) de la couche diélectrique modifiée (158), notamment le ratio de gaz entre le premier composant et le deuxième composant utilisé lors de la gravure sèche, sont prévus de sorte à ce que la 10 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 la revendication précédente dans lequel le premier composant est généré par évaporation à partir d'une source liquide ou à partir 15 d'une bouteille pressurisée.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel ladite mise en présence est réalisée dans un réacteur chimique.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel le réacteur comprend une enceinte et dans lequel la mise en présence est réalisée à 20 température ambiante et pression atmosphérique ou est réalisée à température supérieure à la température ambiante et à pression inférieure à la pression atmosphérique.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le mélange gazeux comprend un deuxième composant à base d'un 25 gaz inerte, choisi parmi l'azote (N2) et/ou l'argon (Ar).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel le ratio de gaz entre le premier composant et le deuxième composant est compris entre 1 :25 et 1 :1. 3041471 42\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la gravure sèche (441) est effectuée sous une température comprise entre 15°C et 80°C, une pression comprise entre 40 Torr à 760 Torr, pendant une durée allant de quelques secondes à quelques minutes. 5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le retrait (442) de résidus non-volatiles à température ambiante comprend un recuit thermique de sublimation effectué à une température comprise entre 200°C et 400°C.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel le recuit est 10 effectué sous une faible pression comprise entre 10.10-3 Torr et 2 Torr.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes dans lequel le recuit est effectué pendant un temps compris entre 60 et 600 secondes.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans 15 lequel dans lequel le retrait (442) de résidus non-volatiles à température ambiante comprend un nettoyage humide à base d'eau dé-ionisée.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant, préalablement à l'étape de retrait (440) de la couche diélectrique modifiée (158), un recuit thermique sous vide, à une température supérieure à 20 100°C.\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\n<CLM>\1\t15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes 25 dans lequel la couche diélectrique (152) est une couche de nitrure.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la couche diélectrique (152) est une couche à base de silicium (Si). 3041471 43\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 SiON, le SiOCN, le SiCBN, le SiOCH, le SiOx par exemple le le SiO2. 5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le matériau semi-conducteur est du silicium et dans lequel l'étape de retrait (440) de la couche diélectrique modifiée (158) est effectuée en partie au moins par gravure sèche (441) sélectivement au silicium (Si) et/ou à l'oxyde de silicium (SiO2) (121, 740). 10\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant une unique étape de modification (430) effectuée de sorte à modifier la couche diélectrique (152) dans toute son épaisseur sur toutes les surfaces parallèles au plan d'un substrat sur lequel repose la grille (150) et à ne pas modifier la couche diélectrique (152) dans toute son épaisseur sur les 15 surfaces perpendiculaires à ce plan.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche (146) en un matériau semi-conducteur est pris parmi: le silicium (Si), le germanium (Ge), le silicium-germanium (SiGe) et dans lequel les ions légers sont pris parmi l'hélium (He) et/ou l'hydrogène (H2) et/ou 20 l'ammoniac (NH3).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les ions légers sont à base d'hydrogène et le débit des ions légers à base d'hydrogène (H) est compris entre 10 et 500 sccm (centimètre cube par minute), les ions à base d'hydrogène (H) étant pris parmi : H, H+, H2+, H3+. 25\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 dans lequel les ions légers sont à base d'hélium et le débit des ions légers à base d'hélium (He) est compris entre 50 et 500 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 3041471 44 réalisée avec une puissance de polarisation ou puissance de source comprise entre 20V (volt) et 500V, avec une pression comprise entre 5 mTorr (milliTorr) et 100 mTorr, à une température comprise entre 10°C et 100°C, pendant une durée de quelques secondes à quelques centaines de secondes. 5\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 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 10 et 10 nm.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le transistor est un transistor de type FDSOI ou de type FinFET. 15