Quantification des composés binaires stratégiques par photoémission haute-énergie (HAXPES) et analyse de surface combinée

La thèse a pour principal objectif d’apporter un support fiable aux étapes de qualification des procédés en salle blanche pour l’élaboration des matériaux Front-End destinés aux technologies FD-SOI avancées. Pour ce faire, des méthodologies de quantification élémentaire centrées sur l’utilisation de la spectroscopie de photoélectrons par rayons X durs (HAXPES) seront développées et fiabilisées grâce à un contexte collaboratif à multiples niveaux, interne et industriel. Ces collaborations permettront de mutualiser un travail en amont visant à une meilleure compréhension de la quantification en HAXPES à tous les niveaux (mesure de l’intensité, types de facteur de sensibilité utilisés, reproductibilité des mesures). Dans une seconde étape, les protocoles seront appliqués aux matériaux technologiques visés, puis optimisés. Les matériaux ciblés sont prioritairement les composés du silicium et du germanium participant à l’optimisation du canal des transistors FD-SOI avancés, tels que Si:P, SiGe et leurs dérivés (GeSn, SiGe:B). Une approche analytique combinée faisant appel à d’autres techniques de nanocaractérisation sera consolidée en identifiant les techniques les plus adéquates pour produire des données de référence (ToF-SIMS, RBS, …). Dans un troisième temps, les aspects multi-échelle seront développés. Notamment, ils viseront à étudier dans quelle mesure la composition mesurée par HAXPES sur un matériau élaboré en amont des étapes d’intégration des transistors (pour l’optimisation des procédés de dépôt) se compare à celle déterminée par d’autre techniques (sonde atomique tomographique, TEM-EDX, TEM-EELS) en fin d’intégration de dispositifs nanométriques.