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

tel-00117263, version 2 - 29 Jan 2007
Chapitre I
ou trois niveaux (CP)[16, 8, 9], ou encore des mesures de type DLTS (“Deep level transient
spectroscopy”)[10].
Charge
-1
0
1
occupé
Accepteur
occupé
vide vide
Donneur
FIG. I.6 – représentation des pièges suivant leur type vis à vis des électrons.
b ) Charges mobiles
Les charges mobiles dans l’oxyde sont essentiellement des impuretés ionisées venant de
contaminations ioniques telles que N +
A , K+ , Li + , H + . Les métaux lourds et certains ions négatifs
peuvent devenir mobiles à haute température (T > 500 ◦ C). On peut caractériser ces charges
mobiles par des mesures C(V) à différentes températures, modifiant ainsi leur mobilité et donc
leur transport dans l’oxyde. Plusieurs techniques connues permettent de les mettre en évidence :
CV (capacitance-voltage [11], TVS (Triangular voltage sweep [12]...) La charge mobile et la
densité des espèces ionisées sont notés Qm(C.cm −2 ) et Nm(cm −2 ).
c ) Charges fixes
Les charges fixes sont généralement positives et ont pour origine les défauts structurels du
SiO2 induits par le processus d’oxydation du silicium. Elles sont localisées près de l’interface
(quelques Å, cela dépend de Tox) mais ne répondent généralement pas aux variations du poten-
tiel de surface. Leur quantité dans l’oxyde (Qf(C.cm −2 ), Nf(cm −2 )) est liée à l’orientation du
silicium et aux paramètres de fabrication (température de croissance et de recuit [13]). Enfin les
procédés de fabrication récents pour les oxydes de grille ultra-fins rajoutent une nitruration en-
fin de durcir l’isolant, cette technique induit des charges positives supplémentaires mais réduit
parallèlement la quantité états d’interface [14].
d ) Charges piégées dans l’oxyde
Ces charges peuvent être positives ou négatives et trouvent leurs origines dans les phéno-
mènes d’ionisation par irradiation (réversible par traitement thermique T < 500 ◦ C), ou par
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