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

tel-00117263, version 2 - 29 Jan 2007
Chapitre IV
d’interface. En effet, la pente k = φit,e/φi,e ≈ 2.84. D’autre part, le coefficient d’ionisation φi,e
étant pris égal 1.3eV , on obtient dans cette technologie une énergie critique pour les électrons
φit = 3.7 à 3.8eV , ce qui correspond aux valeurs de la littérature [5, 7] pour les électrons.
b ) Durée de vie en fonction de IGS (transistors NMOS)
Comme nous l’avons exposé dans le chap. III, les transistors à oxydes de Grille épais sont
fortement dégradés dans les conditions de polarisation correspondant au maximum du courant
de Grille électronique. Ce mécanisme d’injection engendre une charge piégée dans l’oxyde
∆N − ot importante [9], qui n’est pas prise en compte par la modélisation en IBS. Cette charge
piégée est la conséquence de l’injection d’électrons chauds dans l’oxyde, dont la quantité est
évaluée par le courant de Grille IG,e.
Il parait donc commode et réaliste de tenter de représenter la durée de vie à l’aide du courant
de Grille IGS. Toujours d’après le LEM, on peut exprimer le courant de Grille à l’aide de la
probabilité qu’un électron surmonte la hauteur de la barrière de potentiel de l’interface [7]:
� �
−φb,e
IGS = C3IDS exp
qλeξm
(IV.14)
Nous en avons déjà parlé précédemment (III.1.1), cette relation, associée à l’expression du
courant substrat (IV.6), permet d’écrire [7] :
IGS
IDS
= C4
� �l IBS
IDS
(IV.15)
L’exposant l est le rapport entre la hauteur de barrière (pour les électrons) et l’énergie d’io-
nisation : l = φb,e(Fox)/φi,e. C4 est une constante qui a été évaluée proche de 2 × 10 −3 pour
VGS > VDS [5]. Cependant, cette constante est à déterminer expérimentalement car elle dépend
de Fox et donc des conditions VGS − VDS ou VGS/VDS. Il s’agit donc d’un paramètre dépendant
de la technologie testée.
On peut ainsi trouver l’expression de la durée de vie en fonction du courant de Grille en
combinant (IV.12) et (IV.14). On obtient l’équation [10]:
τIDS
W
= C5
� �−u IGS
IDS
(IV.16)
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