Résumé: La microélectronique sur silicium continuera à évoluer, dans les 10 à 15 ans qui viennent, vers des degTés d'intégration et de complexité de plus en plus importants. Cette évolution implique une réduction continue des dimensions du transistor MOSFET, dont la largeur de grille ne sera plus, dans une dizaine d'années, que de 50 nm. Pour suivre cette évolution, il faut être capable de réaliser des jonctions de plus en plus minces (jusqu'à ~ 10 nm pour une largeur de grille de 50 nm), avec des concentrations en dopants actifs de plus en plus élevées et des profils de plus en plus abrupts. Les techniques de dopage habituelles, basées sur une implantation ionique suivie d'un recuit thermique, rencontrent de grandes difficultés pour atteindre ces performances. Nos expériences montrent que la technique de dopage laser offre une solution très intéressante à la réalisation de jonctions ultra-fines.
EVOLUTION DE LA M1CROELECTRONIQUE SILICIUM ET DOPAGE ULTRA-MINCELa progression exponentielle des performances de la microélectronique sur silicium suit la loi de Moore depuis une trentaine d'années: réduction des dimensions des composants élémentaires, augmentation du nombre de transistors par circuit, accroissement de la complexité et de la rapidité des systèmes intégrés. L'International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) [1] prévoit que cette progression persistera encore dans les 10 à 15 ans à venir. Cette évolution entraîne inéluctablement la microélectronique vers le monde des nanotechnologies et implique l'avènement de nouveaux concepts, matériaux, dispositifs et technologies. Cependant, l'élément de base de la microélectronique restera encore pendant des années le transistor MOSFET dont les dimensions continueront à diminuer inexorablement. La largeur de grille du MOSFET, qui sert de référence pour qualifier le niveau atteint par la technologie dans la réduction des dimensions, est aujourd'hui de « 180 nm. Selon les prévisions de l'ITRS, elle ne sera plus que de » 100 nm en 2005, et de 35 nm en 2014. Pour qu'un tel transistor puisse fonctionner avec les performances attendues, il reste une somme énorme de problèmes physiques et technologiques à résoudre.L'un des verrous technologiques soulignés par l'ITRS est la formation de jonctions ultra-fines correspondant aux extensions de la source et du drain du MOSFET. Ces extensions jouent un rôle capital sur le fonctionnement du transistor. En effet, la réduction des effets dus au raccourcissement du canal de conduction, la minimisation des résistances série ou parasites ainsi que des courants de fuite, imposent des contraintes drastiques sur le dopage de la source et du drain, et, tout particulièrement, de leurs extensions [1,2]. Selon les projections de l'ITRS pour 2014, les épaisseurs de ces extensions devront diminuer jusqu'à ~ 10 nm, leur résistivité superficielle devra être inférieure à 400 fî/Q, avec des profils aussi carrés et abrupts que possible et des gradients qui devront devenir inférieurs au nm/décade. Ces caractéristiques impliquent des concentr...