De nouveaux matériaux semi-conducteurs pour des appareils plus petits et plus puissants
L'impact toujours actuel de la loi de Moore mène le progrès dans le domaine des appareils informatiques, car ils deviennent toujours plus petits, plus rapides et moins chers. L'industrie des semi-conducteurs est donc confrontée au défi de savoir migrer des processus développés pour des distances de quelques microns sur une nouvelle échelle, celle du nanomètre. Dans le cadre du projet FACIT (Fast anneal of compound semiconductors for integration of new technologies), les chercheurs ont réussi à combiner des matériaux III-V - indium, gallium et arséniure (InGaAs) - et la technologie silicium germanium (SiGe) pour créer des puces CMOS (semi-conducteurs complémentaires à l'oxyde de métal). Ce nouveau procédé est parfaitement compatible avec une production de grandes quantités, ce qui en fait une option viable pour les fabricants de puces électroniques. En utilisant la même galette de Si de 350 à 400 mm, l'équipe du projet a développé un procédé permettant d'intégrer des couches InGaAs, SiGe et Si CMOS. Les chercheurs ont choisi cette méthode pour réduire encore les dimensions et étendre la technologie CMOS au niveau nanométrique. Les propriétés matérielles des alliages SiGe et InGaAs sont très différentes de celles de la silice seule, en particulier en ce qui concerne le traitement thermique. Les alliages InGaAs et SiGe nécessitent par ailleurs des conditions de traitement très différentes en termes de budget thermique. Le recuit ultra-rapide est une technologie essentielle pour la co-intégration des SiGe et InGaAs. Les chercheurs du projet ont exploré plus avant le recuit milliseconde de canaux à haute mobilité. Leurs résultats montrent que l'utilisation du recuit milliseconde peut réduire considérablement la densité d'état de l'interface tout en utilisant un budget thermique moindre à procédé équivalent. Le recuit ultrarapide peut donc former des jonctions peu profondes et stables. Ces travaux sont extrêmement prometteurs car le remplacement du silicium par des canaux haute mobilité comme SiGe et InGaAs sera la prochaine grande révolution dans le domaine des matériaux. L'intégration de tels matériaux de haute qualité sur le silicium sera déterminante pour la construction de transistors avec une puissance et des performances améliorées à l'échelle nanométrique.
Mots‑clés
Composé semiconducteur, silicium, FACIT, InGaAs, SiGe, recuit ultra-rapide
