ecole centrale de lyon these

N° d’ordre 2006-17 Année 2006
ECOLE CENTRALE DE LYON
THESE
Pour obtenir le grade de :
DOCTEUR DE L’ECOLE CENTRALE DE LYON
Discipline : Dispositifs de l’Electronique Intégrée
Spécialité : EEA
Par :
Stéphane ALLEGRET
Etude d’électrodes métalliques à base de tungstène,
préparées par MOCVD, pour empilement de grille CMOS
de technologie sub–65 nm
Directeur de thèse :
M. Guy HOLLINGER
Soutenue le 23 Mai 2006 devant la commission d’examen :
Jury
M. Gérard GUILLOT Professeur, LPM / CNRS, Villeurbanne Président
M. Alain DENEUVILLE Professeur, LEPES / CNRS, Grenoble Rapporteur
M. Bernard CHENEVIER Dir. de recherche, LMGP / CNRS, Grenoble Rapporteur
M. Daniel BENSAHEL Docteur, STMicroelectronics, Crolles Co-encadrant
M. François MARTIN Ingénieur, CEA-LETI, Grenoble Encadrant
M. Guy HOLLINGER Dir. de recherche, LEOM / CNRS, Ecully Dir. de thèse
M. David MARY Ingénieur, Tokyo Electron France, Meylan Invité

N° d’ordre 2006-17 Année 2006
ECOLE CENTRALE DE LYON
THESE
Pour obtenir le grade de :
DOCTEUR DE L’ECOLE CENTRALE DE LYON
Discipline : Dispositifs de l’Electronique Intégrée
Spécialité : EEA
Par :
Stéphane ALLEGRET
Etude d’électrodes métalliques à base de tungstène,
préparées par MOCVD, pour empilement de grille CMOS
de technologie sub–65 nm
Directeur de thèse :
M. Guy HOLLINGER
Soutenue le 23 Mai 2006 devant la commission d’examen :
Jury
M. Gérard GUILLOT Professeur, LPM / CNRS, Villeurbanne Président
M. Alain DENEUVILLE Professeur, LEPES / CNRS, Grenoble Rapporteur
M. Bernard CHENEVIER Dir. de recherche, LMGP / CNRS, Grenoble Rapporteur
M. Daniel BENSAHEL Docteur, STMicroelectronics, Crolles Co-encadrant
M. François MARTIN Ingénieur, CEA-LETI, Grenoble Encadrant
M. Guy HOLLINGER Dir. de recherche, LEOM / CNRS, Ecully Dir. de thèse
M. David MARY Ingénieur, Tokyo Electron France, Meylan Invité

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Avant-propos
Cette thèse a été réalisée dans le cadre d’une convention CIFRE, financée par
STMicroelectronics. A ce titre, je remercie les responsables de l’ANRT ainsi que Monsieur Joël
MONNIER, directeur de la Central R&D de STMicroelectronics et du site de Crolles à l’heure où
cette thèse a débutée et Monsieur Hervé MINGAM, responsable des modules avancés.
Je remercie également Monsieur Olivier DESMOLLIENS, Chef du département D2NT au CEA-LETI
à Grenoble, qui m’a permis de bénéficier des infrastructures ainsi que de l’expertise de ce
département. J’associe à ces remerciements Madame Marie-Noelle SEMERIA et Monsieur Thierry
BILLON, pour m’avoir accueilli au sein du Laboratoire Front-End (LFE), anciennement Traitements
Thermiques et Implantation (LTTI).
Je tiens à remercier les membres de mon jury de thèse, Messieurs Bernard CHENEVIER et
Alain DENEUVILLE pour avoir accepté la délicate mission d’être rapporteurs, ainsi que Monsieur
Gérard GUILLOT pour avoir examiné ce travail et présidé ce jury.
Je n’aurais sans doute pas effectué cette thèse si Monsieur Guy HOLLINGER, directeur du LEOM à
l’Ecole Centrale de Lyon, n’avait pas fait part de mon intérêt pour la recherche industrielle à
STMicroelectronics. Je tiens ici à lui exprimer ma sincère gratitude pour avoir accepté la
responsabilité d’être mon directeur de thèse et pour avoir répondu présent lorsque je le sollicitais.
Je remercie également Monsieur Daniel BENSAHEL, responsable des modules avancés Front-End de
STMicroelectronics, pour m’avoir permis de travailler sur un projet de recherche ambitieux, au sein
d’une équipe sympathique et motivée.
J’exprime ma sincère reconnaissance à Monsieur François MARTIN, responsable des recherches
menées sur les empilements de grille avancés, au sein du CEA-LETI, pour m’avoir encadré au
quotidien au cours de ces trois années. J’ai toujours pu compter sur son soutien et bénéficier de son
expérience et de sa connaissance approfondie des matériaux et procédés utilisés en microélectronique.
La majeure partie des résultats présentés dans ce mémoire de thèse a été obtenue grâce à de
nombreuses coopérations et discussions, impliquant chercheurs et industriels implantés en France, au
Japon et aux Etats-Unis. Ce travail de thèse a en effet été réalisé principalement dans le cadre d’un
programme de développement commun (JDP) de matériaux de grille avancés, signé entre le CEA-
LETI et Tokyo Electron (TEL). J’ai ainsi pu bénéficier, au cours de ces travaux, d’un véritable arsenal
de compétences et de moyens, que ce soit pour l’élaboration de ces matériaux dans un équipement
innovant (TEL-TRIAS), les caractérisations physico-chimiques et électriques ou bien encore la
conception de dispositifs de tests (LETI/ST). Je tiens donc ici à remercier chaleureusement ceux qui
ont contribué, de près ou de loin, à rendre cette expérience enrichissante et inoubliable.