Abstract FR:

Ce travail de thèse s'est concentré sur la sélection, la mise en œuvre et la caractérisation de matériaux en films minces pour une utilisation en tant que grille métallique dans les transistors MOS de génération sub-45nm. Dans un premier temps, une analyse bibliographique approfondie a permis de préciser les paramètres physico-chimiques essentiels à maîtriser pour obtenir une électrode de grille adaptée c'est à dire un matériau dont le travail de sortie puisse être adapté pour servir soit d'électrode n ou p. Cette synthèse analyse détaillée a conduit au choix du nitrure de titane TiN, déposé à partir d'un précurseur organométallique par deux méthodes (MOCVD et MOALD). Des essais de modulation du travail de sortie ont été réalisés en utilisant des traitements pendant ou après le dépôt :▪ Pour tirer partie de l'anisotropie du travail de sortie du TiN, un traitement plasma qui permet d'adapter l'orientation préférentielle des nano cristallites dans les films a été étudié. Cependant, lorsqu'il est appliqué sur l'interface TiN/diélectrique, le diélectrique s'en retrouve dégradé. ▪ Pour tirer partie de l'influence de la nature chimique du TiN sur le travail de sortie, l'insertion de silicium dans le matériau de grille a été étudiée. L'incorporation maîtrisée de Si dans la couche mince de TiN permet de contrôler de manière précise le travail de sortie. Les diverses couches obtenues ont été caractérisées physiquement (composition, nature des liaisons chimiques, morphologie, texture. . . ) et électriquement (travail de sortie, impact sur les diélectriques sous-jacents). L'évolution de ces propriétés avec la température est étudiée.