Étude en haute température des transistors MOS submicroniques fabriqués sur silicium isolant

High temperature behaviour of submicron mos transistors fabricated on silicon on insulator substrates

• Auteur / Autrice : Günter Reichert
• Direction : Sorin Cristoloveanu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des composants à semiconducteurs
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés libres

Sciences appliquees

Electronique

Transistor mos

Technologie silicium sur isolant

Canal court

Mode appauvrissement

Caracteristique electrique

Seuil tension

Mobilite porteur charge

Haute temperature

Caracteristique thermique

Effet dimensionnel

Transistor bipolaire parasite

Pente sous le seuil

Mos transistor

Silicon on insulator technology

Short channel

Depletion mode

Electrical characteristic

Voltage threshold

Charge carrier mobility

High temperature

Thermal characteristic

Size effect

Résumé

L'objetctif de cette these est la caracterisation et la modelisation des transistors mos-soi completement depletes dans la gamme des hautes temperatures (25c - 300c). Le premier chapitre est un bref rappel des principaux avantages de la technologie soi pour des applications hautes temperatures. Une relation entre les modeles empirique et physique de la mobilite effective des porteurs est etablie dans le deuxieme chapitre. Cette relation explique le role de trois principaux mecanismes de collisions dans le modele empirique ainsi que la variation de ses parametres avec la temperature. Le troisieme chapitre est relatif a la variation de la tension de seuil (v#t#1) et du swing (s) avec la temperature. Nous etudions la sensibilite a la temperature de v#t#1 et de s en fonction de la longueur de canal, de l'epaisseur du film et de la polarisation de la grille arriere. La difference entre des transistors a canal d'inversion et d'accumulation est egalement discutee. Dans le dernier chapitre nous developpons une methode pour l'extraction du gain du transistor bipolaire parasite. En nous basant sur les valeurs experimentales, nous presentons un modele pour le gain en fonction de la temperature et des polarisations de drain et de grille. Ensuite, nous proposons une technique pour la separation des effets de canal court, de substrat flottant et d'auto-echauffement en utilisant la variation de la conductance de sortie avec la temperature. En conclusion, nos etudes ont montre que la technologie soi completement depletee repond a toutes les exigences des circuits integres hautes temperatures. Cependant l'optimisation des dispositifs est indispensable pour garantir le fonctionnement correct des circuits aux tres hautes temperatures.