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

tel-00117263, version 2 - 29 Jan 2007
G
Chapitre I
FIG. I.28 – Technique d’extraction de la tension de seuil pour le régime saturé, à droite le
principe de la mesure
RSD. On cherche VGS solution de :
IDS = KVDS
�
(VGS − VT h) − αVDS
2
�
= 0 ⇒ VT h = VGS|
IDS=0
V
− αVDS
2
A
D
S
B
(I.102)
où K = µ0COXWG/LG. Cette méthode se réalise à partir des relevés IDS(VGS), VDS étant fixé
(figure I.27). La pente KVDS de la droite modélisant le courant donne également la mobilité
en champ faible. Pour un transistor PMOS avec LG = 0.13µm, WG = 10µm et Tox = 2.1nm
(figure I.27), on trouve VT h = −278mV et µp = 60.98cm 2 V −1 s −1 . Pour un transistor NMOS
de mêmes dimensions, on trouve VT h = 259mV et µp = 114.81cm 2 V −1 s −1 . Ces faibles va-
leurs mobilité peuvent s’expliquer par la forte interaction coulombienne due au fort dopage
(N = 4.10 17 cm −3 ) de ces structures ; à faible champ, elle est responsable d’une réduction mar-
quée de la mobilité.
Pour le mode de fonctionnement saturé, on fait la mesure avec VDS = VGS de sorte que
VDS > (VGS − VT h) ≡ VDsat. Le principe reste le même : on approxime le courant de sor-
tie par une droite, la tangente au maximum de gm. Il nous faut résoudre :
� IDS =
� K
2α (VGS − VT h) = 0 ⇒ VT h = VGS| √ IDS=0 (I.103)
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