etude theorique et experimentale du transport electronique ... - Ief
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ConclusionCONCLUSIONLE TRAVAIL EFFECTUELe Chapitre I a rappelé les bases <strong>du</strong> <strong>transport</strong> électronique <strong>et</strong> de ses spécificités liées aux p<strong>et</strong>itesdimensions. Dans le chapitre II, nous avons détaillé l’état de l’art actuel dans le domaine de la simulationde transistors. Ceci a permis de situer notre travail, centré sur l'étude à la fois théorique <strong>et</strong> expérimentale<strong>du</strong> <strong>transport</strong> électronique dans les p<strong>et</strong>its dispositifs silicium.Le chapitre III a présenté une nouvelle étude expérimentale <strong>et</strong> théorique basée sur la comparaison demesures électriques <strong>et</strong> de simulations. Pour étudier les eff<strong>et</strong>s non stationnaires <strong>et</strong> quasi-balistiques, nousavons fabriqué des diodes n+/n/n+. La première étape fut de calibrer proprement le procédé defabrication, puis le <strong>transport</strong> sur les diodes stationnaires. A partir de ce calibrage, les comparaisons entremesures expérimentales <strong>et</strong> simulations furent possibles. Elles ont montré que sur nos diodes, dopéesentre 10 15 at/cm 3 <strong>et</strong> 10 16 at/cm 3 , le régime stationnaire, où la simulation Dérive-Diffusion donne desrésultats corrects, valable jusqu’à une longueur minimale de 1 micron. Ensuite, il est nécessaire d’utiliserles modèles hydrodynamiques pour prendre en compte les eff<strong>et</strong>s non stationnaires. En revanche, sur lesdiodes expérimentales de longueur de grille inférieure à 200nm, nous avons montré que c<strong>et</strong>temodélisation basée sur des approximations macroscopiques <strong>du</strong> gaz électronique n’est plus valable.L’apparition <strong>du</strong> <strong>transport</strong> quasi-balistique affecte fortement la nature <strong>du</strong> <strong>transport</strong>. Dans ce régime d<strong>et</strong>ransport, seules les simulations Monte Carlo parviennent à représenter fidèlement le <strong>transport</strong> car ellessimulent séparément chaque porteurs, sans approximation macroscopique. La simulation Monte Carloétant la plus pertinente pour notre étude, nous avons effectué une analyse spectroscopique pour améliorernotre connaissance <strong>du</strong> <strong>transport</strong>. A partir de c<strong>et</strong>te étude, nous avons mis en évidence l’impossibilité d’uncalibrage universel car la connaissance de la forme de la fonction de distribution ne peut être obtenue àpriori. C<strong>et</strong>te étude a permis aussi de définir une nouvelle notion, les classes de porteurs. Contrairement àla notion de mobilité qui cache la physique en régime quasi-balistique, les classes perm<strong>et</strong>tent d’analyserle <strong>transport</strong> plus en adéquation avec la réalité. Pour preuve ce cadre a servit à modéliser la vitesse <strong>et</strong> lafonction de distribution dans le chapitre IV. Par ailleurs, des mesures en température ont permisd’améliorer notre connaissance <strong>du</strong> <strong>transport</strong> en montrant que plus la température est élevée moins leseff<strong>et</strong>s non stationnaires <strong>et</strong> quasi-balistiques sont importants.L’étude expérimentale a révélé la succession des différents régimes de <strong>transport</strong>. C<strong>et</strong>te étude a étéréalisée pour un dopage <strong>et</strong> une polarisation donnés. Or les ingénieurs ont besoin de connaître, dans quelrégime leur dispositif fonctionne. Avec c<strong>et</strong>te volonté d’éclaircir la physique <strong>du</strong> <strong>transport</strong>, deux calculsthéoriques en fonction des longueurs de relaxation de la vitesse L m <strong>et</strong> de l’énergie L w <strong>et</strong> <strong>du</strong> libre parcoursmoyen lpm ont été développé pour obtenir des critères pour le passage des régimes stationnaire àbalistique. Avec c<strong>et</strong>te étude, un abaque théorique a été développé pour connaître le régime de <strong>transport</strong>pour une technologie donnée en fonction de la mobilité <strong>et</strong> <strong>du</strong> champ latéral. Ainsi, chaque ingénieur enmicroélectronique peut utiliser le simulateur le plus adéquat.- 187 -