Recherche Avancée

Thèse soutenue

Étude des structures MOSFET avancées sur SOI pour les applications basse consommation

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Auteur / Autrice : Thomas Ernst
Direction : Sorin Cristoloveanu
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Microélectronique
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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Cette etude, a but prospectif, s'attache a concevoir et comparer differentes architectures mosfet dans la perspective d'applications basse tension et basse puissance. Un premier chapitre introductif met en evidence les enjeux de ces applications ainsi que les proprietes essentielles des materiaux et des structures mos soi. Dans le deuxieme chapitre, nous proposons un modele inedit du courant de recombinaison dans les diodes pin a simple et double grille, pouvant etre introduit sous une forme compacte dans les simulateurs de dispositifs, ou utilise en caracterisation fine de la qualite des interfaces et du materiau. Les effets de couplage bidimensionnel, ou effets de canal court, dans l'oxyde et le substrat enterres, ainsi que leur influence sur le courant de fuite du canal sont modelises dans le chapitre iii, en utilisant des outils mathematiques adaptes, et pour la premiere fois de maniere non empirique. Cette etude permet de suggerer des optimisations architecturales telles que : l'utilisation de films minces peu dopes, ou de plans de masse. Les transistors mos a film mince ou ultra-mince, permettant une reduction d'echelle encore plus poussee, presentent quant a eux des proprietes de conduction particulieres dues notamment a l'effet du confinement sur la repartition de la charge et de la mobilite. Cet effet du confinement dans des films d'epaisseur minimale de 3 nm est etudie analytiquement et experimentalement au chapitre iv. Enfin, le phenomene de tension de seuil dynamique, qui reduit notablement la tension de seuil de transistor mos a l'etat passant, est analyse au cours du chapitre v sur les structures dt-mos et partiellement desertee a substrat flottant. Pour ces derniers dispositifs, nous proposons une methode de mesure en frequence a courant moyen et mettons en evidence un phenomene transitoire de generation atypique, dont la dependance en frequence est mise en evidence.