Développement de modèles pour l'évaluation des performances ...

Chapitre V: Evaluation des performances avec des outils de CAO conventionnels.
grille (ϕ ms ) et le dopage canal uniquement dans le cas de transistor sur substrat massif (N ch ). Nous considérerons
chaque distribution Gaussienne centrée autour de la valeur visée et d’écart type:
Pour les dimensions de paramètres technologiques définies par gravure, nous considèrerons que l’écart
type σ respecte la loi [Bœuf 08] :
tel-00820068, version 1 - 3 May 2013
Où CD (Critical Dimension en anglais) est la dimension visée.
Ceci s’applique pour :
o La longueur de grille L g
o L’épaisseur de fin t si
o La hauteur de fin h si
o La largeur des dispositifs W
Pour l’épaisseur de film de silicium dans le cas de technologie FDSOI, nous utiliserons la valeur reportée
par [Weber 08] qui vaut σ tsi =0.2nm.
Pour l’épaisseur d’oxyde de grille (EOT), nous choisissons un écart type de σ EOT =0.1nm.
Pour le dopage canal (N ch ), uniquement dans le cas de l’architecture conventionnelle sur substrat massif,
nous considérerons un écart type σ NCH =2 e 17cm 3 . Cette valeur nous permet d’obtenir le même écart type
de la distribution de tension de seuil que celle obtenue par simulations numériques [GSS-b].
Pour le travail de sortie de grille (ϕ m ), nous considérerons un écart type de σ ϕm =20mV pour chaque
architecture, ce qui nous permet d’obtenir les mêmes distributions statistiques de tension que celle
obtenues par simulations numériques pour l’architecture conventionnelle sur substrat massif [GSS-b] et
pour le Trigate [GSS-c].
Les valeurs des écarts types de chaque paramètre technologiques pour chaque architecture sont indiquées dans
le tableau de la Figure V-21.
Bulk FDSOI Trigate-A Trigate-B
σ L
(nm) 1 1 1.2 1
σ tox
(nm) 0.1 0.1 0.1 0.1
σ tsi
(nm) / 0.2 0.4 0.4
σ hsi
(m) / / 1.2 1.2
σ W
(nm) 1 1 / /
σ ϕm
(mV) 20 20 20 20
σ Nch
(cm-3) 2e17 / / /
σ vt
(mV) 41 20 22 28
(mV) 390 287 222 257
Figure V-21 : Valeur des écarts types des paramètres technologiques de chaque architecture.
En entrant ces paramètres de variabilité dans MASTAR VA, et en lançant pour chaque architecture 500
simulations avec génération aléatoire des paramètres technologiques, on extrait les distributions statistiques de
tension de seuil, représentées sur la Figure V-22. Comme attendu, l’architecture conventionnelle sur substrat
massif est la plus impactée par la variabilité, notamment à cause de son canal dopé. FDSOI et Trigate présentent
quant à eux une robustesse à la variabilité comparable, bien que le Trigate-B soit pénalisé par sa longueur de
grille plus agressive. Il faut cependant remarquer que nous avons considéré un Trigate fabriqué sur substrat SOI,
donc avec un canal non dopé. Or, [Auth 12] utilise des Trigates fabriqués sur substrat massif conventionnel et ne
pourra présenter des canaux non dopés à cause de la diffusion des dopants de la couche de dopage anti-perçage
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