Dispositifs GAA [Gate-All-Around] en technologie SON [Silicon-On-Nothing] : conception, caractérisation et modélisation en vue de l'intégration dans les noeuds CMOS avancés

Gate-All-Around (GAA) devices in Silicon-On-Nothing (SON) technology : conception, caracterization and modelization for further integration in advanced CMOS nodes

• Auteur / Autrice : Samuel Harrison
• Direction : Daniela Munteanu, Thomas Skotnicki
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et modélisation des systèmes complexes. Micro et nanoélectronique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Provence. Section sciences

Mots clés

Mots clés contrôlés

MOS complémentaires

Transistors en couches minces

Microélectronique

Résumé

Depuis près de quarante ans, la densité d'intégration des transistors est doublée tous les deux ans environ, en suivant un rythme infernal dicté par la fameuse '' loi de Moore ''. Pourtant, cette dernière est aujourd'hui remise en question. En effet, pour la première fois, le transistor MOS '' historique '' est sur le point de buter sur des barrières physiques, électriques et technologiques quasi-insurmontables. La réduction des dimensions caractéristiques principales du MOS (mais aussi des tensions d'alimentation) s'accompagne de l'apparition d'un grand nombre d'effets parasites (effets canaux courts, fuites de grilles etc. ). Pour poursuivre efficacement la course à la miniaturisation des transistors, nous constatons ainsi l'émergence de toute une famille de dispositifs à films minces (à simple grille, SOI, SON ou à grilles multiples, Double-Grille, FinFET ou GAA, par exemple. . . ), permettant un meilleur contrôle du potentiel électrostatique, tout en conservant des performances électriques équivalentes, voire supérieures à l'architecture conventionnelle. Dans ce travail de thèse, nous proposons l'étude d'un transistor à grille enrobante (ou GAA), réalisé en technologie SON. Nous décrivons les principales étapes de sa réalisation technologique puis nous démontrons électriquement qu'un tel dispositif satisfait pleinement les exigences des prochains noeuds technologiques. Nous démontrons finalement la maturité et la fiabilité, à la fois du procédé SON, mais aussi du procédé PRETCH, grâce à la réalisation d'inverseurs et de SRAMs GAA (grille TiN) fonctionnels. Toute une plateforme technologique est ainsi proposée se basant sur l'aspect 3D de la conception du circuit.