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

tel-00117263, version 2 - 29 Jan 2007
ii TABLE DES MATIÈRES
I.3.3 Réduction de la mobilité des porteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
a ) Collisions avec les phonons . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
b ) Interactions coulombiennes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
c ) Collisions sur la rugosité de surface . . . . . . . . . . . . . . 36
d ) Expression de la mobilité effective . . . . . . . . . . . . . . 36
e ) Saturation de la vitesse des porteurs avec le champ électrique
latéral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
f ) Lien avec la tension de saturation VDsat(ξsat) . . . . . . . . . 38
I.3.4 Modulation de la longueur du canal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
I.3.5 Application à la modélisation du courant de Drain . . . . . . . . . . . 41
I.4 Extraction des principaux paramètres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
I.4.1 Extraction de la tension de seuil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
I.4.2 Extraction du facteur de forme et du dopage . . . . . . . . . . . . . . . 46
I.4.3 Extraction du facteur de réduction de mobilité . . . . . . . . . . . . . . 47
I.4.4 Détermination des dimensions effectives du canal . . . . . . . . . . . . 48
a ) Extraction de ∆LG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
b ) Extraction de ∆WG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
I.4.5 Détermination de la valeur du pic de champ latéral . . . . . . . . . . . 50
I.4.6 Calcul de la résistance série . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Références du Chapitre I 57
II Techniques d’analyses de la dégradation du transistor MOSFET 61
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
II.1 Analyse par mesures courant-tension I-V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
II.1.1 Suivi de la variation du courant de Drain au cours du temps . . . . . . 64
a ) Régime linéaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
b ) Régime saturé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
II.1.2 Variation de la tension de seuil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
II.1.3 Variation de la transconductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
II.1.4 Variation de la pente sous seuil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
II.2 Analyse des défauts par pompage de charges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
II.2.1 Pompage de charges standard à deux niveaux . . . . . . . . . . . . . . 74
a ) Principe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
b ) Théorie de la statistique de génération-recombinaison . . . . 74
c ) Expression du courant pompé ICP . . . . . . . . . . . . . . 76
II.2.2 Mesures expérimentales et interprétations . . . . . . . . . . . . . . . . 82
a ) Mesures à fréquence variable . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
b ) Mesures à amplitude constante . . . . . . . . . . . . . . . . 85