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Thèse soutenue

Comportement en bruit basse fréquence des principales architectures de composants MOS/SOI avancés

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Auteur / Autrice : Sébastien Haendler
Direction : Francis Balestra
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Microélectronique
Date : Soutenance en 2001
Etablissement(s) : Grenoble INPG en cotutelle avec Grenoble 1

Résumé

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Ce mémoire porte sur l'étude expérimentale et la modélisation du bruit électrique basse fréquence dans les transistors MOS/SOI submicroniques. Le premier chapitre est une introduction sur les structures Silicium sur Isolant (SOI), où sont détaillées les principales propriétés. Dans la deuxième partie, une étude statique des transistors MOS/SOI est présentée avec notamment l'extraction des principaux paramètres électriques. Le troisième chapitre porte sur les sources de bruit présentes dans les composants électroniques. Le quatrième chapitre est consacré à l'étude du bruit électrique dans différentes architectures SOI. Dans un premier temps, une analyse du bruit en 1/f est faite sur les technologies partiellement désertées. Il est montré que le modèle de Mc Whorter permet d'expliquer l'ensemble des résultats obtenus. Une analyse originale des effets de couplage sur le bruit électrique dans les transistors complètement désertés est également effectuée, incluant le vieillissement électrique Fowler-Nordheim. Un modèle de bruit rendant compte de l'impact de l'oxyde opposé est présenté. Le bruit électrique induit par les effets de substrats flottants (effet kink) est aussi analysé tant pour les technologies partiellement que complètement désertées. Des comparaisons entre les résultats expérimentaux et des simulations numériques ont aussi été abordées. Enfin une étude des transistors MOS à tension de seuil dynamique (DTMOS) est effectuée. Un nouveau modèle est présenté pour expliquer les résultats expérimentaux. De plus, une étude particulière sur les DTMOS avec limiteur de courant montre une nouvelle fois les effets de substrats flottants.