Étude des matériaux unibond et développement de transistors innovants sur soi

Study of the unibond material and development of novel transistors on soi

• Auteur / Autrice : Frédéric Allibert
• Direction : Sorin Cristoloveanu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microélectronique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

MOS (électronique)

Technologie silicium sur isolant

Résumé

Nous présentons les principales techniques de fabrication des substrats SOI et les différences entre les composants réalisés sur SOI et sur silicium massif. Nous exposons ensuite les résultats de nos travaux de caractérisation électrique du matériau UNIBOND@ avec la méthode du pseudo-MOSFET, dont deux variantes, sous pointes ou avec une sonde à mercure, sont décrites et comparées. L'influence de divers facteurs (épaisseur du film de Si et du BOX, position et qualité de l'interface de collage) est étudiée. Nous étudions également les transistors à double-grille, mettant en évidence la possibilité de les réaliser avec deux grilles de longueurs différentes, qui ne sont pas parfaitement alignées, et proposant un procédé de fabrication. Enfin, nous étudions le transistor à quatre grilles. Les zones de désertions qui régissent son fonctionnement sont simulées puis modélisées. Nous redéfinissons la limite entre transistors partiellement et complètement désertés.

We present the main SOI wafers processing techniques as weil as the differences between SOI and bulk-silicon MOSFETs. We discuss our results concerning the electrical characterization of the UNIBOND@ material, using two pseudo-MOSFET techniques (point-contact and mercury probe) which are described and compared. The influence of various parameters is investigated : Si-film and BOX thickness, position -and quality of the bonded interface. The possibility to realize asymmetrical double-gate MOSFETs, the gates of which differ in length and are slightly misaligned, is discussed and a novel processing sequence is proposed. Finally, we study the four-gate transistor, with the emphasis on the influence of the depletion regions on its behavior and characteristics. These depletion regions are simulated and modeled. We use our results to revisit the limit between partially and fully depleted MOSFETs.