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

tel-00117263, version 2 - 29 Jan 2007
Chapitre II
Dans le cas d’un signal trapézoïdal, employé pour les mesure à VGhaut, VGbas ouVGbase fixe, les
temps de capture sont donnés par :
tem,e = |Vfb − Vt|
tm
∆VG
tem,h = |Vfb − Vt|
td
∆VG
(II.34)
(II.35)
Ces expressions permettent d’obtenir le courant pompé lorsque le signal de Grille a une forme
trapézoïdale avec des temps de montée/descente tm/td :
�
ICP = 2qkT DitfCP Seff ln vT nit √ |Vfb − Vt|
σpσn
∆VG
√ tdtm
�
(II.36)
Enfin pour un signal sinusoïdal la forme des temps de montée/descente est plus complexe [18] :
tem,e = tem,h = 1
2πfCP
�
� �
2 |Vfb − Voff|
� ��
2 |Voff − Vt|
sin −1
∆VG
+ sin −1
� ��
t
∆VG
�
∗
(II.37)
Où Voff est la tension de décalage du signal (représentant la valeur moyenne du signal). Ainsi
on arrive au courant pompé :
�
vT nit
ICP = 2qkT DitfCP Seff ln
∗√ �
σpσn
2πfCP
(II.38)
L’emploi de signaux sinusoïdaux présente deux avantages. Le premier et de maximiser les
échanges de charges entre les états d’interface et le canal, en effet le signal "passe" plus de
temps entre Vfb et Vt. Le second intérêt et de minimiser le courant tunnel qui peut traverser
l’oxyde si celui est ultra-mince.
Avant d’aborder l’aspect expérimental du pompage de charges à deux niveaux, il nous faut
revenir à l’équation (II.18). Le second terme de l’équation est appelé composante géométrique.
Ce courant est dû à la recombinaison des porteurs minoritaires qui n’ont pas le temps d’atteindre
les Sources et Drain, avec les porteurs majoritaires provenant du substrat lors du basculement
de l’inversion forte vers le régime d’accumulation. Pour réduire cette erreur systématique, plu-
sieurs solutions ont été proposées :
1. Elliot [24] a suggéré d’appliquer à la Source et au Drain une polarisation inverse VR. Ceci
a pour effet de réduire la longueur du canal par extension des zones désertées autour des
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