Etude du transport dans un composant unidimensionnel par la méthode des paquets répartis

Study of the transport in one-dimensional devices by the scattered packet method

• Auteur / Autrice : Patrice Houlet
• Direction : Jean-Claude Vaissière
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique, optronique et systèmes
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation, Méthodes de

Théorie du transport

Impédance électrique

Contacts électriques

Porteurs chauds

Propriétés électroniques

Semiconducteurs

Silicium

Composants électroniques

Résumé

L'evolution de la microelectronique moderne vers une large integration (dimensions ultra-submicroniques) et vers des frequences d'utilisation elevees (terahertz) necessite une comprehension de plus en plus approfondie des phenomenes physiques intervenant sur ces echelles de temps et de distance. Les methodes de simulation du transport dans les semiconducteurs existantes (monte carlo, resolution directe de l'equation de boltzmann (eb), etc. ) ont des avantages mais aussi des inconvenients. L'equipe au sein de laquelle j'ai effectue cette these a developpe une nouvelle methode deterministe de resolution de l'eb (methode des paquets repartis) permettant de surmonter plusieurs de ces obstacles dans le materiau. L'objet de cette these a ete de developper cette methode, qui simule les trajectoires des particules chargees sous l'effet du champ electrique et des collisions, dans les composants semiconducteurs submicroniques unidimensionnels et de l'appliquer a l'etude du regime petit-signal dans les composants silicium de type p+pp+. Nous avons donne une formulation locale de l'eb permettant de simplifier le calcul et l'utilisation des operateurs du mouvement dans l'espace des phases. Les resultats ont montre une bonne precision sur les fonctions de distribution des porteurs et sur les parametres de transport en regime transitoire, dus a la nature deterministe de la methode. Une etude particuliere a ete consacree aux modeles de contacts. L'algorithme de la methode a ensuite ete adapte pour le calcul des coefficients petits-signaux. Nous avons presente deux methodes de reponse lineaire pour le calcul de la mobilite differentielle dans le materiau. Dans le composant, nous avons mis au point et valide plusieurs techniques de reponse a tension ou courant constant permettant le calcul du champ d'impedance differentiel et le spectre de l'impedance differentielle. Nous avons donne une technique de calcul de l'influence d'une perturbation locale sur les electrodes du composant. Cette methode, basee sur le principe de la reponse impulsionnelle, permet le calcul du champ d'impedance