Caractérisation électrique et fiabilité de transistors FDSOI de nouvelle génération

Electrical characterization and reliability of the next generation of FDSOI transistors

• Auteur / Autrice : Elhadji Diallo
• Direction : Xavier Garros
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Nano électronique et Nano technologies
• Date : Inscription en doctorat le 10/06/2024
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (LETI)

Mots clés

Mots clés libres

Fdsoi

Boosters de mobilité

Matériaux high-k

Fdsoi

Mobility boosters

High-k materials

Résumé

La situation de Covid 19 et la crise de la chaîne d'approvisionnement qui a suivi ont révélé au monde à quel point les semi-conducteurs étaient essentiels pour un large éventail d'applications. Les politiciens et les citoyens ont pris conscience que les secteurs de l'industrie et de la recherche du semi-conducteur étaient stratégiques. En France, le gouvernement a chargé le CEA Leti de développer des technologies plus économes en énergie comme la prochaine génération de dispositifs FDSOI (Fully Depleted Silicon On Insulator). Pour atteindre les performances visées de cette nouvelle génération de transistors, plusieurs améliorations technologiques originales sont étudiées, comme l'utilisation d'une contrainte dans le canal et d'une épaisseur réduite pour le film de Si et pour l'oxyde. L'impact de certains de ces nouveaux procédés sur les performances et la fiabilité du dispositif sont encore inconnus et doivent être soigneusement évalué. Dans ce contexte, le but de la thèse sera de caractériser électriquement les empilements de grille HK/MG de cette nouvelle génération de transistors FDSOI pour en évaluer leur performance et leur fiabilité à long terme. Un travail de modélisation des effets physiques observé sera aussi demandé. Un grand nombre de variantes technologiques seront comparées afin de déterminer le meilleur compromis entre performance du dispositif et sa fiabilité.

The Covid 19 situation and the subsequent supply chain crisis revealed to the world how critical semiconductors are for a wide range of applications. Politicians and citizens have become aware that the semiconductor industry and research sectors are strategic. In France, the government has tasked CEA Leti with developing more energy-efficient technologies such as the next generation of FDSOI (Fully Depleted Silicon On Insulator) devices. To achieve the targeted performances of this new generation of transistors, several improvements of original technological methods are studied, such as the use of a constraint in the channel and a reduced thickness for the Si film and for the oxide. The impact of some of these new processes on device performance and reliability are still unknown and must be carefully evaluated. In this context, the aim of the thesis will be to electrically characterize the HK/MG grid stacks of this new generation of FDSOI transistors to evaluate their performance and long-term reliability. Modeling work on the observed physical effects will also be required. A large number of technological variants will be compared in order to determine the best compromise between device performance and reliability.