Thèse soutenue

Bruit RF et propriétés circuit des transistors FDSOI avancés
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Ousmane Magatte Kane
Direction : François DannevilleLuca Lucci
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Electronique, microélectronique, nanoélectronique et micro-ondes
Date : Soutenance le 17/12/2020
Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - Laboratoire d'électronique et de technologie de l'information (Grenoble ; 1967-....)
Jury : Président / Présidente : Christophe Loyez
Examinateurs / Examinatrices : François Danneville, Luca Lucci, Christophe Loyez, Mireille Mouis, Sébastien Frégonèse, Julien Lintignat
Rapporteurs / Rapporteuses : Mireille Mouis, Sébastien Frégonèse

Résumé

FR  |  
EN

Le silicium sur isolant (FDSOI) est l'une des technologies de l'industrie conçues pour répondre aux exigences des applications mobiles, Internet des objets (IoT) et RF émergentes. Il s'agit d'une alternative compétitive à la technologie FinFET dans toutes les applications où la puissance de calcul n'est pas la seule préoccupation principale, mais où la faible puissance / faible consommation est une priorité aussi importante. FDSOI a également un avantage certain par rapport à ses concurrents en termes de simplicité et de coûts, en raison de la réduction du nombre de masques (impact sur la complexité et sur le coût du processus) et de la similitude avec les dispositifs MOS en vrac (réduction du temps et des efforts pour porter / adapter la conception existante à la technologie). L'un des principaux moteurs de l'adoption de la technologie FDSOI est la possibilité de co-intégration du contenu numérique avec tout ou partie des circuits RF nécessaires pour interfacer le produit avec le monde extérieur. Des publications récentes ont démontré des figures de mérite RF impressionnante pour les dispositifs FDSOI avec Ft / Fmax atteignant 400GHz. Par conséquent, il a des potentiels viables pour les applications millimétriques telles que la 5G. Cependant, la complexité de la partie back-end-of-line (BEOL) soulève un certain nombre de questions quant au comportement RF des transistors en raison des multiples couches d'interconnexions métalliques minces mais aussi en raison de la taille des dernières générations de transistor, notamment le nœud technologique 20 nm qui est l’objet d’étude de cette thèse. Par conséquent, une partie importante de la thèse portait sur l'évaluation de l'impact du BEOL sur le comportement RF de ces dispositifs. Cela incluait l'impact sur les paramètres S ainsi que le bruit haute fréquence dans la gamme des ondes millimétriques. L'élaboration de méthodologies d’épluchage était essentielle à cette fin. Une modélisation appropriée du BEOL afin de comprendre la répartition des pertes dans le BEOL a été poursuivie avec un effort important d'optimisation de la géométrie du dispositif et de son agencement. Un layout dédié qui a pleinement tiré parti de la polarisation de la grille arrière a été développé. La dernière partie portait sur la caractérisation du mécanisme de bruit de canal de ces dispositifs, qui s'écarte de l’hypothèse selon laquelle le bruit dans le canal est de nature thermique, la source de bruit principale des transistors nanométriques (semi-balistiques et balistiques) étant du bruit de grenaille.