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

tel-00117263, version 2 - 29 Jan 2007
Thierry DI GILIO
1. si les régions d’implant n− sont faiblement dopées (LDD), l’influence de la résistance
série à fort VGS augmente, puisque Rch diminue et que le point où le champ latéral est
maximum se déplace vers le Drain (zones 2 et 3). Par conséquent la dégradation du cou-
rant linéaire devient plus grande avec le VG de mesure [36, 9].
2. Si la zone n− est plus fortement dopée (MDD), le point du champ latéral maximum
se déplace vers le canal actif et la région dégradée s’étend vers la source (zone 1). Par
conséquent l’influence des dommages devient plus grande aux faibles valeurs de VG alors
que l’impact des dommages sur la résistance de canal (assimilable à une réduction de
mobilité des porteurs) devient plus importante que pour RSD[9].
Les figures II.2 et II.3 illustrent ce contraste : la réduction du courant de Drain est plus faible
aux petites valeurs de la tension de Grille, ce phénomène est nettement plus marqué pour la
structure MDD.
b ) Régime saturé
Quand des caractérisations ID − VG en régime saturé sont mesurées en mode direct (FWD),
la Source et le Drain jouent leur rôle habituel, les porteurs minoritaires vont de la Source vers
le Drain. En mode inverse (REV) S et D sont échangés, les porteurs vont dans le sens opposé
(de D à S). Si la caractérisation FWD est employée, une partie des dommages situés sous la
ZCE sont écrantés et n’affectent pas le courant et la dégradation apparaît donc amoindrie [36].
En effet, pour le régime de saturation - VDS ≥ VDsat - en mode FWD, nous avons la ZCE qui
s’étend du Drain vers le canal avec VDS. En mode REV la zone de charge d’espace s’étend de
la Source vers le canal avec VSD. Si les mesures sont effectuées en REV, la région dégradée est
située à la source et reste ainsi totalement “visible” sur les courbes ID − VG. On compare en
général ces courbes avec le mode direct pour s’assurer de la localisation des défauts : IDS −VDS
par rapport ISD − VSD avec VGS comme variable.
En modulant la tension de Drain, on peut essayer de faire tendre les courbes après contrainte
vers les courbes de précontrainte et ainsi calculer la longueur de la région dégradée. Considé-
rons l’effet CLM (I.3.4):
IDS = I∗ DS
1 − ∆L
Leff
(II.2)
où I∗ DS est le courant en l’absence d’effet CLM. Après stress, lorsque le point de pincement est
situé au delà de la zone dégradée dans le canal, les défauts n’affectent pas ou peu le courant de
Drain. On augmente la tension de Drain VDS jusqu’à ce que le courant de Drain après contrainte
se superpose à IDS avant contrainte. On à alors ∆L qui est égale à la longueur de la zone
dégradée. La précision de cette méthode réside la connaissance du profil de dopage le long du
canal à l’approche des Source et Drain.
66