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

tel-00117263, version 2 - 29 Jan 2007
b ) Cas des transistors PMOS
Chapitre III
Pour compléter cette étude des oxydes moyens (6.5nm), nous avons stressé des transistors
PMOS de la technologie T2 pour identifier le pire cas de dégradation. Comme pour le cas du
NMOS, l’influence du champ vertical est plus importante avec la réduction de Tox. La Fig.
III.28 compare les différents type d’injections possibles suivant la tension de Stress VGS pour
une tension de Drain de −4.5V [29]. A très bas VGS (au maximum du courant électronique de
Grille), on observe une augmentation du courant de Drain (en valeur absolue) relative à l’effet
du raccourcissement du canal dû à la charge négative. En valeur relative, cette variation reste
inférieure au régime VG- et HH. Ces deux derniers cas de figure correspondent respectivement
à la condition d’injections uniforme VDS = 0V , et aux injections plus localisées de trous chauds
pour VGS ≈ VDS. Un premier résultat nouveau, est le fait que la condition pire-cas PMOS est
devenue VGS = VDS à fort champ latéral, montrant une réduction nette du piégeage d’électrons.
D’autre part, le comportement à la polarisation IBSmax, se démarque du résultat standard HE en
piégeage d’électrons. Le dernier a nécessité une attention particulière que nous aborderons plus
tard.
D
W
F
V
5
6
.
1
-
=
DS
GS V =
Fo V
- IS / IS
F
10 0
10 -1
10 -2
10 -3
10 0
PMOS W p /L p = 10/0.36 µm, T ox = 6.5nm
V /V (V): HH -4.5/-3.9
DS GS VG= -4.5V
>0
HE -4.5/-0.85
10 1
10 2
e- trapping
10 3
STRESS TIME (s)
IB -4.5/-1.5
FIG. III.28 – Comparaison des mécanismes d’injection HH, IB et VG- dans les transistors
PMOS de la technologie T2 [29].
La Fig. III.29 compare les modes de mesure direct et inverse de la dégradation du courant en
régime saturé pour VDD,VDD et VDD/2,VDD/2. La réduction du courant de Drain est plus forte
à VDD/2 qu’à VDD. Ceci est lié à l’écrantage d’une partie des défauts par l’extension de la ZCE
pour la polarisation VDD,VDD. En effet quand VDS = VGS = VDD/2 l’extension de la zone de
N it
10 4
10 5
137