Brevet FR3073666A1 (20190517)

REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un transistor à effet de champ, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de formation, sur un substrat (1), d'un empilement (2) comportant des premier à cinquième nanofils semi-conducteurs (100, 200, 300, 400,\n<CLM>\1\tsuccessifs, - une étape de réalisation d'une grille sacrificielle (9) et de premier et deuxième espaceurs (10a, 10b) disposés de part et d'autre de la grille sacrificielle (9), la grille sacrificielle (9) et les premier et deuxième espaceurs (10a, 10b) recouvrant une partie de l'empilement (2) comportant des première, deuxième et troisième parties de chacun des premier à cinquième nanofils (100, 200, 300, 400, 500), - une étape de retrait de la grille sacrificielle (9), - une étape de retrait des deuxièmes parties (102,\n<CLM>\1\tdes premier et cinquième nanofils (100,\n<CLM>\1\trendues accessibles par l'étape de retrait de la grille sacrificielle (9), - une étape de formation d'une zone de canal (17) du transistor contrainte en compression et distincte de la deuxième partie (302) du troisième nanofil (300), ladite zone de canal (17) étant reliée : o à une électrode de source (11) du transistor par la première partie (201) du deuxième nanofil (200), et o à une électrode de drain (12) du transistor par la troisième partie (203) du deuxième nanofil (200), - une étape de réalisation d'une électrode de grille (19) du transistor entre les premier et deuxième espaceurs (10a, 10b) et autour de la zone de canal (17).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que : - l'étape de formation de l'empilement (2) est telle que les deuxième et quatrième nanofils (200,\n<CLM>\1\tsont contraints en compression, - ladite zone de canal du transistor est une première zone de canal (17) formée par la deuxième partie (202) du deuxième nanofil (200) reliant les première et troisième parties (201,\n<CLM>\1\tdu deuxième nanofil (200), 31 - une deuxième zone de canal (18) contrainte en compression du transistor est formée par la deuxième partie (402) du quatrième nanofil (400) reliant les première et troisième parties (401,\n<CLM>\1\tdu quatrième nanofil (400), la première partie (401) du quatrième nanofil (400) reliant l'électrode de source 5 (11) à la deuxième partie (402) du quatrième nanofil (400), et la troisième partie (403) du quatrième nanofil (400) reliant l'électrode de drain (12) à la deuxième partie (402) du quatrième nanofil (400), - la deuxième partie (302) du troisième nanofil (300) est disposée entre les deuxièmes parties (202,\n<CLM>\1\tdes deuxième et quatrième nanofils (200, 10 400), et - l'étape de réalisation de l'électrode de grille (19) est telle que ladite électrode de grille (19) entoure un ensemble formé par une superposition des deuxièmes parties (202, 302,\n<CLM>\1\tdes deuxième à quatrième nanofils (200, 300, 400). 15\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - il comporte une étape de retrait des deuxièmes parties (202,\n<CLM>\1\tdes deuxième et quatrième nanofils (200,\n<CLM>\1\td'où il résulte la libération de la deuxième partie (302) du troisième nanofil (300) entre les premier et 20 deuxième espaceurs (10a, 10b), - il comporte une étape de croissance par épitaxie d'un matériau, à partir de la deuxième partie (302) du troisième nanofil (300), pour former la zone de canal (17) présentant une contrainte en compression induite par la deuxième partie (302) du troisième nanofil (300), 25 - au terme de l'étape de croissance par épitaxie du matériau, la première partie (401) du quatrième nanofil (400) relie la zone de canal (17) à l'électrode de source (11), et la troisième partie (403) du quatrième nanofil (400) relie la zone de canal (17) à l'électrode de drain (12). 30\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de croissance par épitaxie est telle que la zone de canal (17) présente une épaisseur, selon une direction normale à la surface de la deuxième partie (302) du troisième nanofil (300), égale à l'épaisseur des deuxième et quatrième nanofils 32 (200,\n<CLM>\1\tmesurée selon la direction d'empilement des premier à cinquième nanofils (100, 200, 300, 400, 500).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, caractérisé en 5 ce que les deuxième et quatrième nanofils (200,\n<CLM>\1\tde l'empilement (2) sont dopés électriquement, de préférence par du bore.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de formation de l'empilement (2) est telle que le 10 troisième nanofil (300) est un nanofil de silicium, les premier, deuxième, quatrième et cinquième nanofils (100, 200, 300, 400,\n<CLM>\1\tsont des nanofils de silicium-germanium, la proportion de germanium dans le silicium-germanium des premier et cinquième nanofils (100,\n<CLM>\1\tétant strictement supérieure à la proportion de germanium dans le silicium-germanium des deuxième et quatrième nanofils (200, 15 400).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la proportion de germanium dans le silicium-germanium des premier et cinquième nanofils (100,\n<CLM>\1\test comprise entre 25% at et 50% at, et en ce que la proportion 20 de germanium dans le silicium-germanium des deuxième et quatrième nanofils (200,\n<CLM>\1\test comprise entre 10% at et 40% at.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte après l'étape de réalisation de la grille sacrificielle 25 (9) et des premier et deuxième espaceurs (10a, 10b) : - une étape de retrait de portions de l'empilement (2) telle que la partie de l'empilement (2) recouverte par la grille sacrificielle (9) et par les premier et deuxième espaceurs (10a, 10b) est conservée, puis - une étape de réalisation des électrodes de source et de drain (11,\n<CLM>\1\tde 30 part et d'autre d'une structure comportant la grille sacrificielle (9) et les premier et deuxième espaceurs (10a, 10b) de sorte que : o l'électrode de source (11) soit en contact avec les premières parties (201, 301,\n<CLM>\1\tdes deuxième, troisième et quatrième nanofils (200, 300, 400), et 33 o l'électrode de drain (12) soit en contact avec les troisièmes parties (203, 303,\n<CLM>\1\tdes deuxième, troisième et quatrième nanofils (200, 300, 400). 5\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte, entre l'étape de retrait des portions de l'empilement (2) et l'étape de réalisation des électrodes de source et de drain (11,\n<CLM>\1\t: - une étape de retrait de tout ou partie des premières et troisièmes parties (101, 103, 501,\n<CLM>\1\tdes premier et cinquième nanofils (100,\n<CLM>\1\tsituées 10 sous les premier et deuxième espaceurs (10a, 10b) de sorte à former des cavités (13), - une étape de remplissage des cavités (13) par un isolant électrique pour former des espaceurs internes (14) destinés à séparer et isoler électriquement l'électrode de grille (19) du transistor par rapport aux 15 électrodes de source et de drain (11,\n<CLM>\1\tdu transistor.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que : - le troisième nanofil (300) présente une épaisseur, mesurée selon une direction 20 d'empilement des premier à cinquième nanofils (100, 200, 300, 400, 500), comprise entre 2nm et 15nm, - les deuxième et quatrième nanofils (200,\n<CLM>\1\tprésentent chacun une épaisseur, mesurée selon la direction d'empilement des premier à cinquième nanofils (100, 200, 300, 400, 500), comprise entre mm et 5nm, 25 - les premier et cinquième nanofils (100,\n<CLM>\1\tprésentent chacun une épaisseur, mesurée selon la direction d'empilement des premier à cinquième nanofils (100, 200, 300, 400, 500), comprise entre 5nm et 25nm.\n<CLM>\1\tDispositif électronique comportant un transistor (1000) à effet de champ 30 muni de premier et deuxième espaceurs (10a, 10b) entre lesquels est agencée une électrode de grille (19) du transistor (1000), les premier et deuxième espaceurs (10a, 10b) étant situés entre une électrode de source (11) du transistor (1000) et une électrode de drain (12) du transistor (1000), ledit transistor (1000) comprenant au moins un nano-objet (304) semi-conducteur reliant l'électrode de source (11) à 34 l'électrode de drain (12), une première partie (301) du nano-objet (304) étant située sous le premier espaceur (10a), et une deuxième partie (302) du nano-objet (304) reliant la première partie (301) du nano-objet (304) à une troisième partie (303) du nano-objet (304) située sous le deuxième espaceur (10b), caractérisé en ce que : 5 - la première partie (301) du nano-objet (304) est interposée entre, et est en contact avec, des premier et deuxième éléments semi-conducteurs (1001a, 1001b) du transistor (1000), lesdits premier et deuxième éléments semiconducteurs (1001a, 1001b) étant de préférence contraints en compression, - la troisième partie (303) du nano-objet (304) est interposée entre, et est en 10 contact avec, des troisième et quatrième éléments semi-conducteurs (1001c, 1001d) du transistor (1000), lesdits troisième et quatrième éléments semi-conducteurs (1001c, 1001d) étant de préférence contraints en compression, - le premier élément semi-conducteur (1001a) relie l'électrode de source (11) 15 à une zone de canal (17) du transistor (1000) contrainte en compression, et le troisième élément semi-conducteur (1001c) relie l'électrode de drain (12) à la zone de canal (17) du transistor (1000), ladite zone de canal (17) étant distincte du nano-objet (304), - l'électrode de grille entoure la zone de canal (17) du transistor. 20\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le transistor (1000) comporte des premier et deuxième barreaux semi-conducteurs (204, 404), le nano-objet (304) étant agencé entre les premier et deuxième barreaux, le premier barreau (204) comportant successivement une première partie 25 (201) formant le premier élément semi-conducteur (1001a), une deuxième partie (202) formant la zone de canal (17), et une troisième partie (203) formant le troisième élément semi-conducteur (1001c), et en ce que le deuxième barreau (404) comporte successivement des première, deuxième et troisième parties (401, 402, 403), la deuxième partie (402) du deuxième barreau (404) formant une zone 30 de canal additionnelle (18) du transistor (1000) contrainte en compression, la première partie (401) du deuxième barreau (404) formant le deuxième élément (1001b) reliant la zone de canal additionnelle (18) à l'électrode de source (11), et la troisième partie (403) du deuxième barreau (404) formant le quatrième élément (1001d) reliant la zone de canal additionnelle (18) à l'électrode de drain (12).\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la deuxième partie (302) du nano-objet (304) est recouverte par une gaine (21) formant la zone de canal (17) contrainte en compression du transistor (1000), les premier et 5 deuxième éléments semi-conducteurs (1001a, 1001b) reliant cette gaine (21) à l'électrode de source (11), et les troisième et quatrième éléments semi-conducteurs (1001c, 1001d) reliant cette gaine (21) à l'électrode de drain (12).