Etude de la fiabilité porteurs chauds et des performances des ...

tel-00117263, version 2 - 29 Jan 2007
Chapitre II
Grille du transistor MOSFET. La mise en évidence de la création de pièges d’oxyde de type
accepteur se déduit de l’étude de l’évolution de IG,e pendant le vieillissement mesuré par la
technique de FG [38]. D’après le modèle de l’électron chanceux [1], les paramètres qui peuvent
notablement modifier IG,e sont :
• le champ électrique latéral maximum ξm
• la hauteur de barrière effective que les électrons doivent surmonter pour être injectés dans
l’oxyde et pour être collectés à la Grille.
Dans ce modèle, une expression simple du courant de Grille est donnée par la relation suivante :
IG,e = 0.5 IDSTox
�
λξm
λr
Φb
� 2
P (FOX)L exp −Φb/ξmλ
(II.55)
où λr et λ sont, respectivement, les libres parcours moyens dans le cas de collisions élastiques
et inélastiques, Φb est la hauteur de la barrière et P (FOX)L est la probabilité pour un électron
d’atteindre la Grille sans subir de collision. Cette probabilité dépend du champ dans l’oxyde
FOX mesuré au Drain. Dans cette équation, IG,e diminue avec l’augmentation de Φb ou la dimi-
nution de ξm. Cette augmentation est due à une génération de charges négatives dans l’oxyde,
qui induit une augmentation du potentiel de barrière le long du canal [12]. Cette augmenta-
tion de ξm devrait induire une augmentation de IG,e. Dans le cas contraire, on peut conclure
que la diminution observée de IG,e est dominée par une augmentation de la hauteur de barrière
effective induite par ces charges négatives d’oxyde.
Cette méthode a notamment permis de mettre en évidence le rôle et la nature des pièges
d’oxyde dans les structures LDD, au niveau des "spacer". Il a ainsi été montré que les pièges
d’oxyde dans cette génération LDD de n-MOSFET sont de type accepteurs et deviennent élec-
triquement actifs après injections d’électrons. [12]. Cette méthode, combinée aux mesures CP
donne une caractérisation fine de la dégradation des structures CMOS.
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