Caractérisation de l'activation des dopants et la mobilité des porteurs dans des films minces h/f

Cadre et contexte :Au sein du LETI, plusieurs applications telles que la jonction FD-SOI avancée et les architectures 3D impliquent l’incorporation de dopants qui ont un impact direct sur les performances électriques des dispositifs. Il est donc important de pouvoir caractériser précisément la mobilité des porteurs et l’activation des dopants dans les zones concernées. L’objectif principal de l’alternance est de mettre au point des méthodes de caractérisations fiables permettant d’extraire les propriétés électriques des couches minces d’intérêt. L’essentiel de ce travail sera basé sur des mesures par effet Hall et des mesures de résistance carrée. Les matériaux étudiés seront principalement obtenus par (i) croissance épitaxiale de silicium dopé in-situ à l’aide de phosphore (Si:P) ou d’alliages de silicium et germanium dopés in-situ à l’aide de bore (SiGe:B), (ii) par implantation ionique, combinée à des recuits. L’objectif sera de comparer les différents méthodes de dopage (in-situ et ex-situ), ainsi que plusieurs types de recuits (durée variable allant de la seconde à la dizaine nanosecondes). Les couches minces étudiées viseront principalement les forts dopages.

Travail demandé : Durant la première année,vous devrezvous familiariser et mettre en place un protocole expérimental afin de réaliser des mesures électriques par effet Hall et mesure de résistance carrée. En deuxième année, l’objectif sera de comprendre et comparer les différentes techniques de dopage et types de recuits. Des caractérisations complémentaires pourront être mises en œuvre pour déterminer les défauts ou les phases liées à l’éventuel excès de dopants. Enfin une amélioration de la mesure et une comparaison avec d’autres techniques de caractérisations électriques pourront être envisagées en troisième année. En particulier, une boucle courte pourra être mise en place pour fabriquer les structures de Van der Pauw (isolation, contacts) sur des plaques de diamètre 300mm.