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

tel-00117263, version 2 - 29 Jan 2007
Thierry DI GILIO
le canal, il est difficile de distinguer leur rôle respectif . C’est pourquoi, dans un second temps,
des mesures par pompage de charges (CP) autorisent une étude plus quantitative des défauts
présents à l’interface.
Source Drain
n+
Grille
Source Drain
n+
n-
Grille
a. Structure Standard
Source Drain
n+
n-
Grille
c. Structure LDD/MDD
e. Dégradations
uniformes
n-
n-
n+
n+
n+
Grille
Source Drain
n+
n-
b. Structure DDD
Grille
Source Drain
n+
n-
n-
pocket ou halo
d. Structure LDD/MDD
avec implants
Grille
n-
n-
Source
1 2 3
Drain
n+
n-
n-
n+
f. Dégradations
localisées
FIG. II.1 – a, b, c, d : représentation des différentes structures de Drain proposées pour réduire
l’effet de l’injection des porteurs chauds, e, f : répartition des défauts suivant le mécanisme
responsable des dommages.
Dans les années 1980, afin de continuer à augmenter le courant dans les structures MOS [1],
les fondeurs ont dû modifier la structure conventionnelle (une seule diffusion pour la Source et
le Drain), en dopant plus légèrement les zones de Drain et de Source directement en contact
avec le canal, en créant ainsi des zones de diffusion dite Lightly Doped Drain (LDD). Ceci a
pour conséquence de réduire le champ électrique latéral maximal. Sur la base du LDD a été
développée l’implantation des dopants avec un large angle pour jouer sur le profil de dopage :
Large Angle Tilt Implanted Drain (LATID) [2]. Par la suite,le Double Dopage de Drain (DDD)
[3] a été introduit pour limiter les injections de porteurs du canal. Le DDD consiste à faire un
implant plus profondément dans le substrat, en plus des zones de diffusions standards. Enfin
est apparue la technologie MDD (LG < 0.25µm). La réduction de la tension d’alimentation
(VDD ≤ 2.5V ) a été équilibrée par l’augmentation du dopage des zones LDD pour arriver à des
zones de dopage intermédiaire dites Medium Doped Drain (MDD) avec éventuellement, des
"halo" [4] ou des "pocket" [5] qui sont des implants additionnels localisés plus profondément
dans le substrat ou jusqu’à l’interface Si-SiO2, dans le but de limiter les effets SCE et de perçage
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n-
n+
n+