Performances et fiabilité des transistors MOS SUB-0. 1[mu]m

Performance and reliability of sub-0. 1[mu]m MOSFETs

• Auteur / Autrice : Bogdan Mihail Cretu
• Direction : Francis Balestra
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des composants à semiconducteurs
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

L'objet de notre travail est relatif à une analyse prospective de l'évolution de la fiabilité et des effets de canal court compte tenu de l'avancée des technologies induite par la miniaturisation, particulièrement pour des transistors MOS de longueur de grille inférieure à 0. 1æm. Nous présentons une approche simple des équations qui modélisent le fonctionnement du transistor MOS et nous introduisons les effets liés à la réduction des dimensions. Les effets de canaux court ont été étudiés en fonction de la température. Une méthode originale d'extraction des paramètres qui prend en compte le deuxième facteur d'atténuation de la mobilité et une nouvelle méthode dite "ratio" pour l'extraction de la longueur effective du canal et de la tension de seuil sont proposées. Les effets des porteurs chauds ont été également analysés en fonction de la température. Les mécanismes et les modèles d'ionisation par impact sont présentés afin de mieux comprendre les processus de génération des porteurs chauds. La dégradation induite par injection de porteurs chauds a été mise en évidence pour chaque technologie disponible. A cet égard, l'impact du type de contrainte électrique et de l'architecture technologique sur la fiabilité des composants a été étudié. Une méthode originale d'évaluation de la contribution du canal et des extensions source-drain sur la dégradation totale est présentée. La durée de vie des dispositifs a été extrapolée afin de déterminer une tension de drain maximale pour laquelle les composants peuvent fonctionner durant une période raisonnablement longue.