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

tel-00117263, version 2 - 29 Jan 2007
Thierry DI GILIO
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FIG. III.22 – Influence de la tension de Grille sur la dégradation du courant de Drain (régime
linéaire) et de la transconductance pour la tension de Drain de stress VDS = 5V pour t=1000s.
La Fig. III.22 montre que le pire cas de dégradation pour cette technologie s’est avéré être
le maximum du courant substrat pour les NMOS. Pour le PMOS, le mécanisme de dégradation
le plus néfaste est l’injection HH réalisée pour VDS ≈ VGS, alors que le maximum du courant
substrat s’obtient à VGS/VDS = 0.35. Nous avons également étudié le cas de stress effectués
dans des conditions d’injections uniformes à VDS = 0V (VG±).
a ) Cas des transistors NMOS
Par rapport aux oxydes épais, les dispositifs avec des oxydes dans cette gamme de Tox ne
présentent pas d’évolution majeure dans leur mode de dégradation le plus sévère, le fonctionne-
ment au maximum du courant substrat. Examinons la caractérisation du régime porteurs chauds
représentée sur les Fig. III.23 et III.24. Elle met en avant un ratio de 0.4 entre les tensions de
Drain et de Grille pour obtenir le maximum de génération de porteurs chauds. Contrairement
aux dispositifs avec des oxydes de 12nm, on mesure IGe pour des tensions relativement basses
(de 3 à 5.25V pour VDD = 3.3V ) et jusqu’à 2nA pour W = 10µm. D’autre part les pics de
IBS sont obtenus dans une gamme de tension de Grille où peu de porteurs (électrons et trous)
atteignent la Grille, comme le montrent les mesures de courant de Grille effectuées dans les
mêmes conditions (Fig.III.24). Ceci indique que la majorité des électrons est repoussée vers
le Substrat à cause des conditions de champ peu favorables à leur injection dans l’oxyde pour
1V < VGS < 2.7V et VDS = 3 à 5.25V .
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