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Thèse soutenue

Étude et application de nouvelles architectures du canal aux dispositifs MOS avancés

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Auteur / Autrice : Pierre Bouillon
Direction : Pierre Gentil
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Optique, optoélectronique et micro-ondes
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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Jusqu'a aujourd'hui, la transition d'une generation technologique a la suivante a ete assuree grace a l'application de simples regles de reduction d'echelle. Les travaux presentes ici concernent l'etude et l'application d'architectures de dispositifs mos plus proches de la rupture technologique, et susceptibles de donner un coup de fouet aux performances des transistors sub-0. 18 m. Il est demontre que les architectures canal a profil de dopage fortement retrograde (ions lourds, ions lourds completes par une epitaxie de silicium intrinseque) sont beaucoup plus efficaces que l'architecture traditionnelle (b,p) pour la suppression des effets canaux courts et la reduction des capacites de jonction parasites. Pour les applications necessitant des tensions de seuil elevees (0. 5-0. 6 v), le compromis entre courants on et off est defavorable pour les architectures a profil retrograde, en raison d'un facteur d'effet de substrat plus eleve. Neanmoins, adaptees pour etre utilisees en conjonction avec une grille mid-gap, elles pourraient concurrencer fortement l'architecture conventionnelle. De plus, pour les applications a faible tension de seuil (0. 2-0. 4 v), elles offrent un rapport entre courants on et off nettement superieur dans la gamme des tres petites dimensions et amenent une reduction sensible des capacites de jonction. Parallelement, les potentialites des canaux a heterostructures si-sige-si ont ete evaluees. Des resultats spectaculaires ont ete obtenus sur canal long mais l'integration de ce type d'architecture pose encore de serieux problemes technologiques. Enfin, plusieurs anomalies liees a l'utilisation de l'indium ont ete mises en evidence et analysees, liees en particulier a des problemes de solubilite limite, de gel d'impuretes et de possible desactivation locale au voisinage des source/drain. Ces differents phenomenes sont modelises et une nouvelle methode de determination des energies d'ionisation est proposee.