Development and integration of technological boosters for strain engineering in advanced FDSOI channels

L'ingegneria delle sollecitazioni appare come una soluzione affidabile per migliorare la mobilità dei portatori all'interno del canale delle nuove tecnologie FDSOI. La sollecitazione sul reticolo cristallino di silicio induce una modifica delle bande energetiche. Successivamente, ricercando la sollecitazione ottimale, sarebbe possibile migliorare la mobilità dei portatori riducendo la massa efficace. Sono stati studiati diversi metodi per introdurre una sollecitazione nel canale, ma ci siamo concentrati principalmente sulla tecnica del "BOX Creep". In primo luogo, questo tirocinio propone di analizzare il trasferimento di sollecitazione tra un doppio strato nel caso di un rilassamento planare unidirezionale di uno strato pre-sollecitato. Utilizzando simulazioni tramite il software Comsol, viene studiato il comportamento della sollecitazione all'interno di un canale di silicio apportato da uno strato di SiN stressato, il che porta allo sviluppo di un modello analitico per la previsione delle sollecitazioni. Successivamente, viene discussa l'influenza delle alte temperature di ricottura nel "BOX Creep" sulla sollecitazione intrinseca all'interno dello strato di sollecitazione. Attraverso esperimenti che coinvolgono strati di SiN pre-sollecitati, abbiamo osservato come la sollecitazione reagisce a diverse condizioni termiche. Questo studio convalida l'integrazione dello strato in tensione di SiN nella tecnica "BOX Creep" per applicazioni pMOS, poiché lo strato inizialmente in tensione di SiN mantiene la sua sollecitazione in tensione durante la ricottura ad alte temperature. Tuttavia, la perdita del carattere compressivo per gli stack inizialmente compressivi, ora diventati tensili, comporta un degrado delle prestazioni dei transistor nMOS. Per questo motivo, vengono utilizzati strati di capping per risolvere il problema della perdita di sollecitazione compressiva. Tuttavia, abbiamo scoperto che lo stesso comportamento persiste, rendendo ancora una sfida l'integrazione del "BOX Creep" nelle applicazioni nMOS.