Abstract FR:

Le courant tunnel des oxydes hyperfins est un des problemes les plus preoccupants pour la microelectronique d'aujourd'hui car il limite fondamentalement la reduction des dimensions du transistor, aux frontieres des generations 0. 1m. Une rupture technologique et l'adoption d'un dielectrique alternatif a forte permittivite comme le ta 2o 5 semblent donc necessaire. Cependant, les specifications des filieres cmos pour une telle integration sont severes (densite d'etats d'interface, mobilite interfaciale, niveau de courant de fuite, etc. ). Dans ce memoire, nous nous sommes attaches a etudier le ta 2o 5, deja bien connu pour ses applications dram. La densification du materiau, pour limiter le niveau de fuite, et la nitruration avant depot, necessaire au controle de la croissance de l'oxyde interfacial, sont les deux etapes cles de l'optimisation des caracteristiques du dielectrique. Cette optimisation est specifique de l'application en question. Une autre caracteristique essentielle du ta 2o 5 est qu'il requiere une grille metallique, ce qui est benefique vis-a-vis de la depletion de grille, mais necessite une architecture de canal enterre. Grace a une grille tin/poly, nous avons pu produire, avec relativement peu de changement par rapport a une filiere cmos standard, des transistors 0. 1m et des circuits entierement fonctionnels. Nous avons eu pour cela recours a des artifices comme l'encapsulation de la grille, mais des procedes comme celui de la grille sacrificielle sont egalement discutes. Une etude des proprietes de transport dans le dielectrique est presentee, aboutissant a un modele permettant de comprendre la conduction dans un bicouche. La fiabilite et les autres caracteristiques electriques du materiau sont relativement prometteuses. Enfin, un mecanisme de reduction de la mobilite de type collision coulombienne lie au depot pecvd du tin a ete mis en evidence. Le choix d'une autre electrode de grille devrait permettre de revenir a un niveau de mobilite acceptable.