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

Chapitre IV : Modélisation analytique du transport quasi balistiqueCependant, pour notre modèle, α sera une valeur intermédiaire considérée comme constante et égaleà 1,4. Cette modélisation du potentiel est 1D, mais il est important de garder en tête que le profilchange de façon importante lorsque l’on se déplace sous la grille, comme illustrée sur la Figure IV- 9.Pour obtenir un potentiel représentatif, le profil est extrait au barycentre des charges environ 0.5nmsous l’interface. Par ailleurs, il faut considérer la chute de potentiel due aux résistances d’accès et leschutes de tension dues au débordement sous la grille. Ces chutes de tensions ne peuvent être négligées,surtout sur les petits transistors. La modélisation des résistances d’accès sera détaillée dans le prochainparagraphe. Ici, les chutes de tensions liées au débordement des extensions sous la grille vont êtrecalculées. A partir de la densité de porteurs dans les extensions N LDD et de la densité de porteurs dansles zones d’accumulation N acc-source , la chute de potentiel due au débordement vaut [24] :OVERLAP kT ⎛ N ⎞acc−source∆ V =⎜⎟SOURCEln+IV- 9q ⎝ NLDD⎠Et de la même manière la hauteur de barrière est déterminée à partir de la densité de porteurs en hautde la barrière N top et de la densité dans la zone d’accumulation N acc-source :kT ⎛ ⎞⎜Nacc−sourceE =⎟BlnIV- 10q ⎝ Ntop ⎠A partir de ces expression et de la détermination des résistances d’accès (voir ce qui suit), les tensionseffectives aux bornes du canal V S_EFF et V D_EFF peuvent être calculées. Ainsi ces nouvelles tensionssont introduites dans l’équation IV- 8. Sur les Figure IV- 10 et Figure IV- 11, la modélisation estvalidée par des comparaisons avec des simulations Monte Carlo.P o te n tia l (V )10,90,80,70,60,50,40,30,20,10Monte Carlo VD=VG=0,8VPotential model VD=VG=0,8V0 10 20 30 40 50 60 70 80x (nm)Figure IV- 10: Validation de la modélisation du potentiel àV dd =0.8V.Figure IV- 11: Validation de la modélisation du potentielpour différentes tension grille à V DS =0.8V.Cette validation a été effectuée sur un transistor dont les jonctions ont été modélisées par des boites dedopants de raideur infinie. Dans les transistors actuels, la raideur de la jonction est un paramètreimportant, jouant tant sur le transport [25] que sur les effets canaux courts. Ainsi, sur les petitsdispositifs où les jonctions ont une raideur donnée, la longueur électrique effective du canal varie enfonction des polarisations. En effet, plus la densité de porteurs dans le canal est élevée, plus lesporteurs masquent les dopants à la jonction source/canal, et la jonction perd de sa « qualité » pourcontrôler la longueur du canal. Dans cette configuration, le sommet de la barrière de potentiel sedécale vers la source sous l’influence du drain. Pour ne pas subir cet effet (qui nécessitera d’être prisen compte ultérieurement), les simulations seront effectuées sur des MOSFETS aux jonctionsabruptes. La modélisation IV- 8 est alors correcte et quelle que soient les polarisations : L elec =L ch .- 137 -