etude theorique et experimentale du transport electronique ... - Ief

Chapitre IV : Modélisation analytique du transport quasi balistiqueCHAPITRE IV :MODELISATION ANALYTIQUE DUTRANSPORT QUASI BALISTIQUE1. INTRODUCTIONLe chapitre précédent nous a permis de présenter une analyse expérimentale du transport nonstationnaire et quasi-balistique grâce à des comparaisons entre mesures expérimentales et résultats desimulations. De plus, la connaissance théorique du transport s’est ainsi grandement améliorée parl’intermédiaire de la spectroscopie des vitesses de porteurs par simulations Monte Carlo à l’aide deMONACO [1]. Dans ce quatrième et dernier chapitre, l’objectif est de capitaliser cette compréhensionen réalisant un modèle analytique qui possède la physique nécessaire et suffisante pour décrire letransport du régime ohmique au régime balistique et pour répondre aux problématiques actuelles, telleque l’augmentation des performances induites par les contraintes dans le silicium. Entrevus au chapitreII, de nombreux modèles compacts existent, chacun avec leurs spécificités, avantages et inconvénients.Pour réaliser ce nouveau modèle, l’approche de Landauer sera utilisée en améliorant la modélisationde la vitesse d’injection [2] par l’introduction d’un nouveau modèle de rétro-diffusion [3]. De plus, lavitesse et la fonction de distribution le long du canal seront modélisées. Ceci passera par unevalidation rigoureuse des probabilités de porteurs balistiques et de rétro-diffusion le long du canal viala spectroscopie d’interactions subies par les porteurs. De cette spectroscopie, la physique du transportélectronique sera extraite, et l’ensemble des phénomènes de transport observés sera modélisé. Ensuite,le modèle sera utilisé pour évaluer l’influence de la quantification dans le canal. Enfin, ce modèle seraadapté pour prendre en compte la contrainte dans les MOSFETs et pour effectuer des comparaisonsexpérimentales [4]. Au final, le modèle, mise en oeuvre dans MASTAR4 [5] en tant que nouvellefenêtre de travail « MASTAR QUASI BALISTIC » [6], apportera un nouvel éclairage sur le transportquasi-balistique.2. L’APPROCHE DE LANDAUER2.1. Rappels et cadre de l’étudeD’après le chapitre II, dans le cadre du modèle de Landauer, le courant ce modélisé avec [2] :I= WCox( V − V )GSthvtherm⎛1− R⎜⎝1+ RCC⎡⎢−qVDS⎞⎢1 − e⎟⎢⎠ ⎛1− RC⎞⎢1+⎢⎜⎟e⎣ ⎝1+ RC⎠/ kT−qVDS/ kT⎤⎥⎥⎥⎥⎥⎦IV- 1- 131 -