Le silicium plie… et conduit mieux !

Ils montrent que l’application d’une contrainte axiale permet d’augmenter les performances de transistors à base de silicium-sur-isolant, même lorsque l’interface silicium/isolant se dégrade. Cette étude ouvre la voie à l’évaluation d’autres dispositifs nanoélectroniques.

L’utilisation de silicium précontraint, déjà effective en fabrication, améliore la conductivité électrique jusqu’à un facteur 2,5, devenant un « must » de la nanoélectronique. Par ailleurs, la miniaturisation des dispositifs semi-conducteurs amène les chercheurs à s’intéresser à la variabilité individuelle des composants qui peut affecter leurs performances. Ils doivent donc désormais caractériser des objets uniques, sans se contenter de valeurs moyennes.

Les physiciens du CEA-Inac ont étudié des lignes de silicium précontraint, obtenues par croissance sur un alliage silicium – germanium, avant dépôt sur de la silice. Ces bandes de 225 x 70 nm² élaborées au CEA-Leti ont été analysées avec un faisceau de rayons X focalisés à l’ESRF, à Grenoble. Ils ont ainsi pu mesurer la première cartographie bidimensionnelle de déformation d’une ligne unique de silicium contraint. Ils ont ensuite suivi la relaxation partielle de la contrainte, induite par le faisceau X. La contrainte axiale restant inchangée, ils ont pu montrer que le gain en conduction reste stable lorsque l’interface silicium/isolant se dégrade.

Ces travaux ont été réalisés par des chercheurs du CEA-Inac, du CEA-Leti, de l’Université de Grenoble Alpes et de l’ESRF.