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

Oxyde de grille
Chapitre I: Le transistor MOSFET: fonctionnement, miniaturisation et architectures.
[Gautier 03] donne les valeurs usuelles des valeurs de polydéplétion à prendre en compte:
NMOS :
PMOS :
Naturellement, la polydéplétion n’est à prendre à compte que pour les grilles en polysilicium.
tel-00820068, version 1 - 3 May 2013
I.C.3.b) Le darkspace
Selon la théorie classique, en régime d’inversion, le maximum de la distribution de porteurs minoritaires est
localisé à l’interface oxyde-silicium (courbe bleue sur la Figure I-20). Néanmoins, en réalité, donc avec la prise en
compte des effets quantiques, le maximum de la distribution de porteurs minoritaires est localisé à une distance
noté DS (pour darkspace) de l’interface oxyde-silicium (courbe rouge sur la Figure I-20). Ce phénomène s’explique
par la quantification des niveaux d’énergie dans le puits triangulaire formé par la bande de de conduction
[Gautier 03]. La distance entre l’oxyde de grille et le maximum de la distribution de porteurs minoritaires peut
être considéré constante, mais dépend du type de transistor. Pour le silicium, on a :
NMOS :
PMOS :
Comme pour la polydéplétion, le darkspace a pour effet d’épaissir l’oxyde de grille du point de vue électrique. Il
est alors également commun d’introduire une épaisseur d’oxyde de grille équivalente, notée t inv , donnée par
l’expression :
Q(y)
Classique
Eq. I-56
DS
- t ox
0
Quantique
Figure I-20 : Distribution de porteurs donnée par la théorie classique (bleue) puis par la théorie quantique
(rouge). Illustration du phénomène dit de darkspace, noté ici DS.
y
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