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Belfarhi, Brahim. Propriétés thermomécaniques des films minces utilises pour interconnecter les circuits intégrés : construction d'un appareil de mesure approprie, application à la caractérisation du nitrure de titane et à l étude de la siliciuration du cobalt. Thèse. Villeurbanne : Institut National des Sciences Appliquées de Lyon, 1990. Disponible à la Bibliothèque Marie Curie.


Domaine(s) : D18 - Electromagnétisme, Electricité, Electronique
Indice Dewey : 621.381 620 107 2
Langue : Français
Mots-clés : CIRCUIT INTEGRE, INTERCONNEXION, COUCHE MINCE, SILICIUM, METAL, DEPOT, CONTRAINTE THERMIQUE, CONTRAINTE THERMOMECANIQUE, MESURE AUTOMATIQUE, APPAREIL MESURE, REGULATION, NITRURE, TITANE, COBALT, SILICIURATION, MATERIAUX, ELECTRONIQUE



Directeur(s) de thèse : Papapietro, Michel
Etablissement de soutenance : INSA de Lyon
Etablissement de co-tutelle : LTM Laboratoire de thermochimie Minérale - Lyon, INSA
Laboratoire : Institut national des sciences appliquées de Lyon - Lyon, LTM Laboratoire de thermochimie Minérale - Lyon, INSA, Partenaire(s) de recherche : LTM Laboratoire Thermochimie Minérale
Numéro national de thèse : 1990ISAL0105
Date de soutenance : 1990

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Résumé français : L'amélioration de la fiabilité des circuits intégrés nécessite l'étude des mécanismes fondamentaux déterminant le comportement thermomécanique des films métalliques et diélectriques d'interconnexion. L'analyse expérimentale d'un tel comportement devient possible dès que l'on peut mesurer, tout au long d'un traitement thermique défini par la propriété à mesurer, la contrainte existant dans le film déposé sur le substrat de silicium. Lorsque nous avons entrepris cette étude, il nous a fallu construire un équipement approprié car il n'en existait pas sur le marché. Notre appareil se comporte a) d'une enceinte sous vide dans laquelle se trouve la plaque de dix centimètres de diamètre, b) d'un système de chauffage comportant douze lampes halogène d'une puissance de vingt cinq kW pour permettre le chauffage rapide, c) d'un dispositif optique permettant de mesurer rapidement, tous les vingt cinquième de seconde si nécessaire, et avec précision le profil et la courbure de la plaque, d) enfin d'un macro-ordinateur AT qui, tout à la fois, pilote le dispositif optique et assure la régulation précise de la température suivant une loi de consigne prédéfinie. Un logiciel permet d'exploiter les résultats obtenus. Notre appareil nous a permis de montrer que : a} le nitrure de titane dé osé sur le silicium par interaction de l’ammoniac et du tétrachlorure de titane avait un comportement élastique, b) lors de l'interaction thermique du silicium avec le cobalt le siliciure orthorhombique se constitue avec une contrainte nulle.


English abstract : The fundamental mechanism knowledge of the thermo-mechanical behaviour of the interconnection metallic and dielectric thin films is needed to improve the integrated circuit fiability. The experimental anal sis of such a behaviour becomes possible if the stress developed in the film during a thermal treatment, defined by the phenomena to be studied, may be measured. When we start this study, we have to built a relevant equipment because none was available on the market. The different parts of our equipment are : a) a vacuum chamber in which the ten inch wafer is set, b) a twenty five kW rapid thermal annealing system made of twelve halogen lamps, c) an optical device able to rapidly measure, every twenty fifth second if necessary and precisely the wafer profile and curvature radius, d) at last a PC AT which drives the optical device and precisely control the wafer temperature according to a predefine set point law. The obtained results are then analysed using an other program. Our equipment allows us to show that : a) titanium nitride deposited on silicon by reaction of ammonia with titanium tetrachloride behaves as an elastic material, b) the orthorhombic silicide, resulting from the thermal interaction between silicon land cobalt, is stress free.