Brevet FR3046290A1 (20170630)
REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un transistor à partir d'un empilement comprenant au moins un motif de grille (100, 200,\n<CLM>\1\tcomprenant au moins un flanc (105,\n<CLM>\1\tet étant située au-dessus d'une couche sous-jacente (30) en un matériau semi-conducteur, comprenant au moins les étapes suivantes : - Formation au moins partielle d'au moins un espaceur (111, 121, 211, 221, 611,\n<CLM>\1\tde grille comprenant au moins le dépôt d'une couche en un matériau non carboné sur l'au moins un flanc (105,\n<CLM>\1\tdu motif de grille (100, 200,\n<CLM>\1\t; - Après ladite étape de dépôt de l'au moins une couche en un matériau non carboné, au moins une étape d'exposition de l'empilement à une température supérieure ou égale à 600°C ; - Après ladite au moins une étape d'exposition, au moins une étape de réduction de la permittivité diélectrique de l'au moins un espaceur (111, 121, 211, 221, 611,\n<CLM>\1\tde grille, ladite étape de réduction comprenant au moins une implantation ionique (300, 400, 500,\n<CLM>\1\tdans une partie au moins de l'épaisseur de l'au moins un espaceur (111, 121, 211, 221, 611,\n<CLM>\1\tde grille, les paramètres de l'implantation, en particuliers les espèces implantées, l'énergie et la dose d'implantation, étant choisies de manière à ce que l'implantation réduise la permittivité diélectrique de l'au moins un espaceur (111, 121, 211, 221, 611, 621).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente comprenant au moins une étape de formation d'au moins une zone source/drain (130, 230,\n<CLM>\1\tdans une zone périphérique (31) entourant ledit motif de grille (100, 200,\n<CLM>\1\tet située au-dessus de ladite couche sous-jacente (30), et dans lequel ladite étape de formation de l'au moins une zone source/drain (130, 230,\n<CLM>\1\tcomprend ladite au moins une étape d'exposition à une température supérieure ou égale à 600°C.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel l'étape de formation de l'au moins une zone source/drain (130, 230,\n<CLM>\1\tcomprend un 3046290 47 recuit d'activation de l'au moins une zone source/drain (130, 230, 630), et dans lequel le recuit comprend ladite au moins une étape d'exposition à une température supérieure ou égale à 600°C.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des deux revendications précédentes 5 dans lequel l'étape de formation de l'au moins une zone source/drain (130, 230,\n<CLM>\1\tcomprend une étape d'épitaxie de l'au moins une zone source/drain (130, 230, 630), et dans lequel l'étape d'épitaxie comprend ladite au moins une étape d'exposition à une température supérieure ou égale à 600°C.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes 10 comprenant au moins une étape de siliciuration de contacts électriques (150, 250,\n<CLM>\1\tau niveau de la grille (100, 200,\n<CLM>\1\tet/ou au niveau de l'au moins une zone source/drain (130, 230, 630), et dans lequel ladite au moins une étape de siliciuration comprend ladite au moins une étape d'exposition à une température supérieure ou égale à 600°C. 15\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant au moins une étape de nettoyage humide des surfaces de l'empilement, et dans lequel ladite au moins une étape de nettoyage est effectuée avant ladite étape de réduction de la permittivité diélectrique.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel l'implantation 20 ionique (300, 400, 500,\n<CLM>\1\test réalisée à base d'ions à base d'hydrogène tel que des ions hydrogène ou à base d'hélium.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'implantation ionique (300, 400, 500,\n<CLM>\1\test réalisée par plasma.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans 25 lequel l'implantation ionique (300, 400, 500,\n<CLM>\1\test réalisée par plasma à une pression supérieure ou égale à 80mTorr.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel, dans le cas d'une implantation par plasma dans un réacteur de gravure de type à couplage capacitif, l'énergie des ions implantés est comprise de 3046290 48 préférence entre 100 eV (électronvolt) et 500 eV, et avantageusement entre 100 eV et 300 eV, et dans lequel la concentration d'ions implantés est comprise de préférence entre 108 atomes/cm3 et 1011 atomes/cm3, et avantageusement entre 109 atomes/cm3 et 1016atomes/cm3, et dans lequel dans le cas d'une 5 implantation par plasma à haute densité, l'énergie des ions implantés est comprise de préférence entre 10 eV et 200 eV, et avantageusement entre 10 eV et 100 eV, et dans lequel la concentration d'ions implantés est comprise de préférence entre 1010 atomes/cm3 et 1013 atomes/cm3, et avantageusement entre 1011 atomes/cm3 et 1012 atomes/cm3. 10\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel, l'implantation ionique (300, 400, 500,\n<CLM>\1\test réalisée par un implanteur, de préférence un faisceau d'ions de préférence incliné.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel l'énergie des ions implantés est comprise de préférence entre quelques électronvolts et 15 5 KeV, et avantageusement entre quelques électronvolts et 2 KeV, et dans lequel la concentration d'ions implantés est supérieure ou égale à 1012 atomes/cm3, et avantageusement comprise entre 1015 atomes/cm3 et 1016 atomes/cm 3\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans 20 lequel l'implantation ionique (300, 400, 500,\n<CLM>\1\test réalisée de manière à implanter l'espaceur (111, 121, 211, 221, 611,\n<CLM>\1\tsur au moins une partie de son épaisseur.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 dans lequel l'implantation ionique (300, 400, 500,\n<CLM>\1\test réalisée de manière à implanter 25 l'espaceur (111, 121, 211, 221, 611,\n<CLM>\1\tsur toute son épaisseur.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'au moins un espaceur (111, 121, 211, 221, 611,\n<CLM>\1\tcomprend au moins un matériau non carboné pris parmi au moins : SiN, BN, SiO2. 3046290 49\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'au moins un espaceur (111, 121, 211, 221, 611,\n<CLM>\1\tcomprend au moins un matériau dont la permittivité diélectrique est, avant l'étape de réduction, supérieure ou égale à\n<CLM>\1\t5\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'au moins un espaceur (111, 121, 211, 221, 612, 6212) comprend au moins un matériau dont la permittivité diélectrique est, après l'étape de réduction, de préférence inférieure à 7 et préférentiellement comprise entre 3 et 6, et avantageusement inférieure ou égale à\n<CLM>\1\t10\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la formation de l'au moins un espaceur (111, 121, 211, 221, 611,\n<CLM>\1\tcomprend un dépôt d'une première couche diélectrique sur l'au moins un flanc (105,\n<CLM>\1\tdu motif de grille (100, 200,\n<CLM>\1\tde sorte à former au moins un premier niveau d'espaceurs (111, 211, 611). 15\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel le dépôt de la première couche diélectrique est suivi du dépôt d'une deuxième couche diélectrique (220,\n<CLM>\1\tsur l'au moins un premier niveau d'espaceurs (111, 211,\n<CLM>\1\tdu motif de grille (100, 200,\n<CLM>\1\tde sorte à former au moins un deuxième niveau d'espaceurs (121, 221, 621). 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le motif de grille (100,\n<CLM>\1\test un empilement de grille (100,\n<CLM>\1\tformé avant la formation de l'au moins un espaceur (111, 121, 211, 221).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 19 en combinaison avec la revendication 18 comprenant, après la formation de l'au 25 moins un espaceur (611, 621), une étape de retrait du motif de grille (600) de manière à définir une cavité (613) entre les deux espaceurs formant le premier niveau d'espaceurs (611), et comprenant, après l'étape de retrait du motif de grille (600), une étape de formation d'un empilement de grille (610). 3046290 50\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente dans lequel la formation de l'empilement de grille (610) comprend au moins le dépôt d'une première couche (614), d'une seconde couche (615) et d'une troisième couche (616), et dans lequel la première couche (614) comprend un matériau pris parmi au moins : 5 SiON, Hf02, HfSiON, dans lequel la deuxième couche (615) comprend un matériau pris parmi au moins : TiN, TaN, Ta, et dans lequel la troisième couche (616) comprend un matériau à base de tungstène.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel ladite étape de formation de l'au moins une zone source/drain (130, 230, 10\n<CLM>\1\tcomprend une étape d'épitaxie de l'au moins une zone source/drain (130, 230, 630).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 22 dans lequel, avant la formation du motif de grille, la couche sous-jacente (30) en matériau semi-conducteur présente un creux entre deux zones destinées à former des 15 zones source/drain et comprenant au moins une étape de réalisation du motif de grille de sorte à ce que le motif de grille soit en partie au moins situé dans ledit creux.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'implantation ionique (300, 400, 500,\n<CLM>\1\tcomprend une première (400, 20\n<CLM>\1\tet une deuxième (500) implantation ionique réalisée après la première (400,\n<CLM>\1\timplantation ionique.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente en combinaison avec la revendication 18 dans lequel la première implantation ionique (400,\n<CLM>\1\test réalisée pour réduire la permittivité diélectrique du premier niveau d'espaceurs 25 (211, 611).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente en combinaison avec la revendication 20 dans lequel l'empilement de grille (200) est compris entre deux espaceurs formant le premier niveau d'espaceurs (211), le procédé comprenant une étape de retrait d'une portion de l'empilement de grille (200) de manière à 30 définir une cavité (213) entre les deux espaceurs formant le premier niveau 3046290 51 d'espaceurs (211) et dans lequel la première implantation ionique (400) est réalisée de sorte à implanter au moins une face interne (212) du premier niveau d'espaceurs (211), ladite face interne (212) étant tournée au regard de ladite cavité (213), afin de réduire la permittivité diélectrique du premier niveau 5 d'espaceurs (211).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 25 et 26 en combinaison avec la revendication 18 dans lequel le motif de grille (600) est compris entre deux espaceurs formant le premier niveau d'espaceurs (611), le procédé comprenant une étape de retrait du motif de grille (600) de manière à 10 définir une cavité (613) entre les deux espaceurs formant le premier niveau d'espaceurs (611) et dans lequel la première implantation ionique (700) est réalisée de sorte à implanter au moins une face interne (612) du premier niveau d'espaceurs (611), ladite face interne (612) étant tournée au regard de ladite cavité (613), afin de réduire la permittivité diélectrique du premier niveau 15 d'espaceurs (611).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des quatre revendications précédentes en combinaison avec la revendication 19 dans lequel la deuxième implantation ionique (500) est réalisée pour réduire la permittivité diélectrique du deuxième niveau d'espaceurs (221, 621). 20\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente comprenant une étape consistant à mettre à nu au moins une face externe (222) du deuxième niveau d'espaceurs (221,\n<CLM>\1\tet dans lequel la deuxième implantation ionique (500) est réalisée de sorte à implanter au moins ladite face externe (222) du deuxième niveau d'espaceurs (221,\n<CLM>\1\tafin de réduire la permittivité 25 diélectrique du deuxième niveau d'espaceurs (221, 621).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des six revendications précédentes dans lequel la première implantation ionique (400,\n<CLM>\1\test réalisée après une première étape de siliciuration de contacts électriques (150, 250,\n<CLM>\1\tau niveau de la grille (100, 200,\n<CLM>\1\tet/ou au niveau de la zone source/drain (130, 30 230, 630). 3046290 52\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des sept revendications précédentes dans lequel la deuxième implantation ionique (500) est réalisée après une deuxième étape de siliciuration de contacts électriques (150, 250,\n<CLM>\1\tau niveau de la grille (100, 200,\n<CLM>\1\tet/ou au niveau de la zone source/drain (130, 5 230, 630). 10