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Caractérisation électrique avancée de couches Trap-Rich et application aux performances substrats RF-eSi

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire de Caractérisation et Test Electrique

01-01-2017

SL-DRT-17-0033

philippe.ferrandis@cea.fr

L'objectif de la thèse est de caractériser électriquement des couches Trap-Rich intégrées au sein de wafers SOI-RF et d'établir un lien entre les propriétés matériaux (morphologie, propriétés électriques, propriétés des pièges) et les performances RF des technologies visées. Dans un premier temps, on cherchera à déterminer les propriétés des pièges des couches Trap-Rich, ainsi que la façon dont ces pièges affectent le transport des porteurs (mobilité, résistivité, champ électrique dans la structure multicouche). Le lien entre les propriétés volumiques des couches Trap-Rich testées et leurs propriétés une fois intégrées dans un environnement wafer (effets de champ) sera particulièrement étudié (modélisation simplifiés du transport en fonction de la nature/répartition/efficacité des pièges). Des techniques de caractérisation spécifiques seront développées telles que la Thermally Stimulated Current (TSC) ou la Current-Deep Level Transient Spectroscopy (I-DLTS). On recherchera les liens entre les caractéristiques des pièges extraites et les caractérisations physico-chimiques des couches, provenant de bases de données, pour un ensemble de variantes technologiques. En parallèle, différentes façons de réaliser les échantillons seront étudiées pour les adapter aux mesures envisagées, pouvant permettre selon les besoins des mesures approfondies et/ou des mesures de suivi et qualification rapide de procédés. Les résultats obtenus seront corrélés aux performances RF des substrats SOI. A cette fin, Soitec fournira les résultats de mesures RF (structures classiques de lignes coplanaires). Selon les besoins, des mesures complémentaires seront mises en place pour permettre d'améliorer le modèle physique développé par Soitec.

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