Modelisation analytique globale et cellulaire du transistor bipolaire et des structures mos (metal-oxyde-semiconducteur) et soi (silicium-sur-isolant)

• Auteur / Autrice : MOHAMED ALI NEHME
• Direction : Jean-Jacques Charlot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Cette these est consacree a la modelisation et la caracterisation de trois composants: le transistor bipolaire, le mosfet et le soifet. Afin de satisfaire le compromis precision-rapidite nous avons choisi un modele a charge distribuee, qui consiste a diviser la region active du composant en un nombre suffisant de cellules, et un modele global qui considere la region active en totalite. Le comportement du composant de cellule en cellule est decrit par le modele global adapte a chaque cellule. L'objectif du modele global pour le transistor bipolaire est de determiner le champ electrique e ainsi que les charges de porteurs dans la base. Le champ electrique e(x) est obtenu par integration de l'equation de poisson. Si e est variable, il faut ecrire une equation differentielle independante pour les minoritaires (ou les majoritaires) avec pour second membre une fonction de e et de ses derivees. Si e est constant, on peut determiner les concentrations des minoritaires et des majoritaires, en resolvant, separement, leurs equations de continuite. Le modele cellulaire tient compte d'un champ variable et d'un dopage constant ou variable dans la base. On en deduit toutes les grandeurs desirees. Le mos considere ici est de longueur submicronique. Le modele donne la charge d'electrons vehiculee dans le canal en fonction des tensions appliquees aux electrodes, tient compte de la longueur effective du canal, de la region saturee et du champ longitudinal dans cette region, de la mobilite variable, des regimes de faibles et de forte inversion, du fonctionnement en statique et en dynamique. Le soi, a couche mince sur isolant, est constituee de deux mos en parallele commande chacun par une grille. Nous y avons transpose le modele du mos global ou cellulaire statique ou dynamique. Tout en considerant, selon les polarisations, l'etat de chacun des mos nous tenons compte des effets specifiques du soi comme, l'effet coude ou le couplage de charge entre les deux grilles. Les validations en statique et pour les modeles globaux du bipolaire et du mos sont faites