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

Chapitre III : Etude expérimentale des effets non stationnairesCes deux technologies ont été simulées pour évaluer les avantages et les inconvénients de chacune, dans lebut d'obtenir des structures où le transport est essentiellement volumique 1D, non perturbé par lesinterfaces et les effets de confinement quantique, et susceptibles de présenter un ratio R élevé. Le résultatde cette étude montre que la technologie CMOS est la plus pertinente pour l’étude des effets nonstationnaires. En effet, bien que la disposition verticale de la technologie BICMOS permette de connaîtreprécisément le profil de dopants par mesure SIMS, plusieurs points ne plaident pas en faveur de cettetechnologie. Premièrement, le ratio obtenu est faible (1.4 à V DS =2.5V) car les résistances d’accès liées auxlongues régions n+ sont élevées. De plus, le courant prend le chemin où le potentiel chute le plusrapidement possible, c’est à dire à la surface du STI. Dans cette structure, le transport est donc perturbépar des interactions avec la surface du STI. Enfin, le dernier point négatif est la forte diffusion des dopantsde la couche enterrée vers la couche épitaxiée. En effet l’épitaxie se déroulant à température élevée, lajonction n+/n ne possède pas la raideur nécessaire à la mise en évidence des effets non stationnaires. Enrevanche, la technologie CMOS remplit mieux ces critères. A première vue, la connaissance du dopagedans les zones n et n+, élément indispensable aux comparaisons, est plus difficile car les profils de dopagene sont pas 1D. C’est l’inconvénient principal de cette structure. Cependant, à partir des profils desmesures SIMS du dopage vertical dans les zones n+ et par révélation chimique des dopants, laconnaissance du profil 2D de dopants est possible. De plus, le calibrage de la technique de fabrication desgrandes diodes par des caractéristiques I(V) et C(V) permettra de connaître le dopage du canal. Outre cettedifficulté, les autres impératifs de la diode théorique sont respectés. En effet, les effets quantiques et derugosités sont négligeables. Pour ne pas subir les effets électrostatiques de la grille sur le transport, unoxyde épais de 6nm a été fabriqué et la grille poly-silicium n'a pas été pas dopée pour obtenir une tensionde bandes plates nulle. Cela conduit à un champ de confinement presque nul dans le canal et le transportest bien unidimensionnel sur toute la profondeur des jonctions, comme illustré sur la Figure III-4.Figure III-4: Flux de courant dans la diode de 40nm àV DS =1V en simulation Dérive-Diffusion.Figure III-5 : Profil du dopage dans la diode de 40nm.De plus, avec les étapes de siliciurations, les résistances d’accès sont faibles. Enfin, l’implantationverticale des dopants dans les zones n+ donne une jonction n+/n de très bonne qualité. La raideur de4décades/50nm comme illustré sur la Figure III-5 permet d'obtenir des ratios à faible longueur de grilled’environ 1.4 à 1V. De plus, les longueurs de grille à notre disposition, de 10 microns jusqu’à 40nmpermettent une étude complète des différents régimes de transport. La technologie CMOS a donc étéutilisée pour la fabrication des diodes.- 87 -