Cinétique de Croissance et de Dissolution des clusters et Effet des très Forts Dopages sur la Diffusion du Dopant Dans des films Minces de Polysilicium

La diffusion transitoire et accélérée (TED) du dopant est un problème majeur pour la fabrication de composants microélectroniques et circuits intégrés. Cette diffusion est fortement influencée par l’évolution thermique des phénomènes complexes liés aux effets des fortes concentrations créés au cours du recuit d’activation du dopant. Cependant, les modèles actuellement utilisés dans les simulateurs disponibles sur le marché ne tiennent pas compte de façon correcte des mécanismes complexes de croissance et de dissolution des clusters. Un des objectifs de ce travail a été de comprendre plus précisément le rôle des clusters dans la TED du bore, puis de modéliser et simuler cet effet. Nous proposons un modèle théorique adapté aux très forts dopages pour simuler la TED et l’activation électrique du bore introduit par implantation ionique dans des films minces de polysilicium durant le traitement thermique post-implantation. Ce modèle combine la cinétique temporelle de croissance et de dissolution des clusters avec les différents mécanismes possibles de diffusion en leurs associant les phénomènes liés aux effets des très forts dopages tels que le dépassement de la solubilité solide limite et les dommages crées par l’implantation ionique. Le tracé des profils simulés via ce modèle théorique et leur ajustement avec les profils SIMS expérimentaux,
mène à des résultats très satisfaisants à l’origine de la TED. Pour des traitements thermiques de courtes durées comprises entre 1 et 30 minutes à la température de 700°C, on constate que les changements sont très importants dans les premières durées de traitement, et que la balance d’équilibre entre la
croissance et la dissolution des clusters est obtenue après 130 secondes de recuit.

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