Caractérisation de Dispositifs MOSFETs Fortement Submicronique par les techniques Courants Tensions I(V)

Abstract

Au cours de cette thèse, une première partie est réservée aux mesures des caractéristique I(V), C(V) en régime statique et pompage de charge, ont été effectues sur différentes technologies 180 nm totalement silicium, 45 nm a oxyde nitrure avec un canal dope rétrograde (poches) et les transistors 32 nm réalisés sur substrat SOI. Cette technologie FDSOI utilise de nouveaux matériaux, constituée d'une grille métallique a base du TiN et d'un oxyde de grille haute permittivité (Hk ) de type oxyde de hafnium (HfO2. La caractérisation de l'ensemble de ces trois technologies au laboratoire IMEP Grenoble et leurs caractéristiques ont été exploitées pour montrer l’évolution en performances de chaque technologie. Ces performances ont été explorées en utilisant les techniques d'extraction des paramètres électriques et géométriques. Les paramètres extraient des caractéristiques expérimentés des MOSFETs sont : la tension de seuil Vth, mobilité a faible champ µ0, les coefficients d’atténuation de la mobilité ƒÆ1 et ƒÆ2, les résistances séries RSD ainsi que les longueurs effectives Leff. Dans la deuxième partie l’intérêt réside dans le développement d'un modele analytique unifie du courant de drain. L'expression analytique du modèle engendre tous les régimes de fonctionnement de TMOS notamment les zones sous le seuil, inversions faible et forte par rapport a la tension de commande de grille Vgs, ainsi que l'union des deux zones de fonctionnement linéaire et sature par rapport a la tension Vds. L'expression du modèle analytique développé dans cette thèse a permet son utilisation a l'extraction de tous les paramètres électriques et physiques, ce qui enrichit le domaine de la caractérisation des MOSFETs en nanotechnologies. Il est attendu en perspective d'introduire d'autres paramètres pour généraliser le modèle a d'autres courants constituant les MOSFETs en technologie avancée.