Author: Pascal MassonPublisher:
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Languages : fr
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Book Description
Etude par pompage de charge et par mesures de bruit basse frequence de transistors MOS a oxynitrures de grille ultra-minces
Author: Pascal MassonEtude par pompage de charge et par mesures de bruit basse fréquence de transistors MOS à oxynitrures de grille ultra-minces
Author: Pascal MassonPublisher:
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Languages : fr
Pages : 210
Book Description
Nos travaux concernent la caractérisation des transistors MOS à oxynitrures de grille ultra-minces (2 à 7 nm d'épaisseur) obtenus par dépôt chimique en phase vapeur (LPRTCVD). Après un bref rappel des propriétés des défauts de l'interface Si-Si02, nous décrivons les limitations du dioxyde de silicium et présentons les oxynitrures comme une alternative technologique au traditionnel Si02 pour les composants fortement submicroniques. Nous développons l'étude du transistor MOS dans les différents régimes de fonctionnement avant saturation. Nous avons attaché une grande importance à redémontrer les principaux modèles électriques qui ont servi de base à notre démarche expérimentale d'extraction des paramètres. Dans une deuxième partie de notre travail, nous avons développé une nouvelle modélisation du pompage de charge permettant de calculer le courant pompé pour un profil quelconque de la densité d'états d'interface dans la bande interdite du semi-conducteur. Cette approche s'applique aux différentes méthodes de pompage de charge à deux niveaux, à trois niveaux et mettant en œuvre un piège unique. Elle permet l'extraction des paramètres des pièges en présence éventuelle d'un courant tunnel dans le cas des isolants de grille ultra-minces. La caractérisation par mesures de densité spectrale de puissance de bruit basse fréquence (1/f) nous a permis de corréler le piégeage de porteurs et les fluctuations de mobilité à la diminution de l'épaisseur d'isolant. Ceci nous a permis de proposer une amélioration de la méthode expérimentale d'extraction de la densité de pièges lent en analysant l'éventuelle influence d'un -, courant tunnel. Les développements de ces trois techniques de caractérisation sont mis à profit L pour l'étude de transistors MOS à oxynitrures de grille. L'influence des paramètres technologiques d'élaboration de différentes couches d'oxynitrure (teneur en azote, ambiance et température de recuit, présence d'une couche supplémentaire d'oxynitrure dans l'empilement de grille) est analysée en terme de mobilité à faible champ électrique, de tension de seuil, de densités d'états lents et rapides et de charges fi.xes dans le système isolant-grille.
Etude expérimentale et modélisation du bruit basse fréquence en fonction de la température (80K-300K) dans des transistors MOS issus de plusieurs technologies avancées (0,13mum-32 nm)
Author: Wei GuoPublisher:
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Languages : fr
Pages : 128
Book Description
Dans cette thèse, une étude expérimentale du bruit basse fréquence est réalisée en fonction de la température entre 80K et 300E pour des transistors MOS issus de trois technologies avancées de 0,13 mum à 32 nm. Pour les transistors MOS partiellement déplétés sur substrat SOI (Silicon on insulator), un modèle complet du bruit Lorentzien filtré dû à l’effet Kink linéaire est proposé et validé en fonction de la température. Pour les transistors MOS en germanium sur substrat de silicium avec un isolant de grille à haute permittivité, il a été observé du bruit en 1/fγ expliqué par des fluctuations du nombre de porteurs corrélées avec les fluctuations de mobilité et il a été montré que l’utilisation d’un empilement pour la grille dégrade la qualité de l’interface entre semi-conducteur et oxyde de grille. Une corrélation entre la mobilité et le niveau de bruit a été observée : celle-ci est probablement due à l’action du mécanisme des collisions coulombiennes sur la mobilité et le bruit. Pour les transistors MOS sur substrat SOI à mutli-grille (FinFET), l’introduction des mécanismes de contrainte permet d’augmenter la mobilité mais ne change pas le niveau du bruit basse fréquence. En outre, un bruit inhabituel sous forme de spectre à deux niveaux de en 1/f combines est observé dans les transistor MOS FinFET type N qui ont subi la technique de croissance sélective épitaxiale. Un modèle empirique est propose.
Etude du bruit électrique en 1/f et des fluctuations RTS aux basses fréquences dans le transistor MOS submicronique
Author: Olivier Roux Dit BuissonPublisher:
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Languages : fr
Pages : 166
Book Description
CE MEMOIRE EST CONSACRE A LA CARACTERISATION ET A LA MODELISATION DU BRUIT EN 1/F ET DES FLUCTUATIONS RTS DANS LE TRANSISTOR MOS SUBMICRONIQUE. DANS LE PREMIER CHAPITRE, NOUS RAPPELONS LE FONCTIONNEMENT ELECTRIQUE DU TRANSISTOR A ENRICHISSEMENT ET LES EFFETS DE LA REDUCTION DES DIMENSIONS DU COMPOSANT POUR UNE INTEGRATION A TRES GRANDE ECHELLE (VLSI). DANS LE DEUXIEME CHAPITRE, NOUS ANALYSONS LES MODELES DU BRUIT EN 1/F ET PROPOSONS UNE METHODE DE DIAGNOSTIC DES SOURCES DE CE TYPE DE BRUIT, POUR DISTINGUER LES FLUCTUATIONS DE MOBILITE (MODELE DE HOOGE) DES FLUCTUATIONS DU NOMBRE DE PORTEURS (MODELE DE MC WHORTER). NOUS VALIDONS UN MODELE DES FLUCTUATIONS RTS ASSOCIEES AU PIEGEAGE D'UN SEUL PORTEUR DU CANAL DANS LES DISPOSITIFS DE SURFACE DE GRILLE SUBMICRONIQUE. CE MODELE NOUS PERMET DE PREVOIR L'EVOLUTION DE L'AMPLITUDE ET DES CONSTANTES DE TEMPS DE CES FLUCTUATIONS EN FONCTION DES POLARISATIONS. NOUS ANALYSONS ALORS L'IMPACT SUR LE BRUIT A BASSE FREQUENCE DE LA MINIATURISATION DES DISPOSITIFS. LE TROISIEME CHAPITRE TRAITE DE LA CARACTERISATION EN BRUIT DE FILIERES CMOS 1 M, 0,7 M ET 0,35 M. NOUS DETERMINONS LES SOURCES DES FLUCTUATIONS DANS UNE ETUDE DU BRUIT DES TRANSISTORS A CANAL DE TYPE N OU P. LES EFFETS DE DEGRADATIONS UNIFORME ET NON UNIFORME DE L'OXYDE DE GRILLE SONT EVALUES PAR LA MESURE DE BRUIT. NOUS ANALYSONS LES FLUCTUATIONS RTS DANS LES TRANSISTORS MOS DE SURFACE SUBMICRONIQUE, SUR SUBSTRAT MASSIF OU ISOLANT. LES VARIATIONS DE L'AMPLITUDE ET DES CONSTANTES DE TEMPS SONT COMPAREES AUX MODELES ET PERMETTENT DE LOCALISER LES PIEGES DANS L'OXYDE DE GRILLE. DANS LA TECHNOLOGIE CMOS 0,35 M, LA DISPERSION DES NIVEAUX DE BRUIT MESUREE D'UN COMPOSANT A L'AUTRE ET ASSOCIEE AUX FLUCTUATIONS RTS, EST COMPAREE AUX PREVISIONS DES MODELES. CETTE DISPERSION AUGMENTE FORTEMENT QUAND LA SURFACE DE LA GRILLE DES COMPOSANTS DIMINUE EN DESSOUS DU MICRON CARRE
Mesure et modélisation du bruit de fond électrique basse fréquence dans les transistors intégrés MOS pour l'exploration des pièges et des défauts dans les technologies SOI récentes
Author: Isabelle LartigauPublisher:
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Languages : fr
Pages : 177
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Le travail présenté dans ce mémoire a pour but d'analyser les transistors MOS de plusieurs technologies SOI récentes par des mesures de bruit excédentaire basse fréquence (1/f et lorentzien). Des caractérisations en courant continu à température ambiante ou en fonction de la température ont permis l'extraction des différents paramètres statiques du MOS. L'analyse du bruit en 1/f révèle une dégradation de la qualité de l'interface Si/SiO2 pour les composants SOI et la densité de pièges d'interface est déduite de ces mesures. Concernant le bruit lorentzien, deux types de lorentziennes ont été observés suivant la gamme de tension de grille. Dans un cas, la fréquence caractéristique ne varie pas avec la tension de grille, ces lorentziennes sont attribuées à des pièges dans la couche de déplétion, dont on détermine la nature et la densité. Dans le cas contraire, notre analyse a permis d'attribuer ces lorentziennes à un bruit blanc filtré par un réseau RC.
Métrologie et étude du bruit de fond des transistors à effet de champ AsGa Mesfet et Modfet
Author: Pierre VignaudPublisher:
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Pages : 350
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LES CIRCUITS ELECTRONIQUES ACTUELS NECESSITENT DES COMPOSANTS DE BASE DE PLUS EN PLUS PERFORMANTS TELS LES MESFET ASGA ET LES MODFET ALGAAS/GAAS. LE BRUIT DE FOND BASSE FREQUENCE DE CES TRANSISTORS A ETE ETUDIE AU NIVEAU DE LA GRILLE ET DU CANAL. LEUR CORRELATION A PU EGALEMENT ETRE MESUREE. SON OBTENTION AINSI QUE CELLE DES DIFFERENTES SOURCES DE BRUIT ONT DEMANDE LA MISE AU POINT DE NOUVELLES TECHNIQUES DE MESURE DE BRUIT QUI SONT ETUDIEES EN DETAIL. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ET LEURS INTERPRETATIONS ONT PERMIS DE DEFINIR DES TESTS DE QUALITE TANT AU NIVEAU DU CANAL QUE DE LA GRILLE. LA MESURE DE LA CORRELATION SE REVELE ETRE UN MOYEN D'INVESTIGATION PUISSANT POUR CARACTERISER CE TYPE DE COMPOSANTS
Etude des phénomènes de transport de porteurs et du bruit basse fréquence en fonction de la température dans les transistors MOSFETs nanométriques (FinFETs)
Author: Rachida TalmatPublisher:
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Languages : fr
Pages : 0
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Au cours de cette thèse, des mesures en régime statique et en bruit ont été effectuées sur des transistors FinFETs réalisés sur substrat SOI, issus de la technologie 32 nm, ayant deux différents isolants de grille. L'un est l'oxyde d'hafnium (HfO2) et le second est le silicate d'hafnium nitruré (HfSiON). La plupart de ces dispositifs ont subi des techniques de contrainte mécanique locales et globales. Les résultats de mesures en statique ont montré l'amélioration considérable des performances dans les transistors contraints par rapport aux transistors standards. Il a été montré que ces transistors contraints semblent être moins sensibles à la variation de la température (300 K - 475 K) indiquant un autre atout de l'ingénierie des contraintes. Les résultats de mesures de bruit ont permis d'évaluer la qualité de l'isolant de ces dispositifs, le silicate d'hafnium nitruré semble avoir une meilleure qualité. L'étude du bruit a permis aussi d'apporter des informations sur le transport ainsi que sur les mécanismes physiques qui génèrent le bruit en 1/f dans ces dispositifs. On n'a remarqué aucun impact significatif des contraintes mécaniques sur le niveau du bruit. Le mécanisme qui prédomine dans ces dispositifs est le mécanisme des fluctuations de nombre de porteurs dans les type n et type p. Les mesures de bruit en fonction de la température (100 K - 300 K) ont permis d'identifier des défauts, souvent liés à la technologie de fabrication, dans le film de silicium par la méthode de spectroscopie de bruit.
Métrologie et modélisation du bruit basse fréquence dans les transistors à effet de champ
Author: Ahmed LyoubiPublisher:
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Languages : fr
Pages : 164
Book Description
Le travail présenté dans ce mémoire concerne le développement d'un banc de mesure du bruit basse fréquence et la modélisation électrique distribuée des transistors à effet de champ hyperfréquences afin de disposer d'une description plus fine de ce composant pour la CAO des circuits micro-ondes. Une première approche utilise la modélisation dite classique qui permet de décrire le transistor par un circuit équivalent électrique intrinsèque. Cependant, les spécifications contraignantes imposées aux spectres de bruit des oscillateurs inclus dans les systèmes électroniques imposent une modélisation rigoureuse du comportement en bruit basse fréquence des composants actifs. Le bruit de phase d'un oscillateur étant étroitement lié au bruit basse fréquence du transistor utilisé, il faut étudier le comportement en bruit de fond du composant. En effet, la présence de bruit converti par modulation de phase et d'amplitude autour de la porteuse des oscillateurs, contribue à l' augmentation des taux d'erreurs et à la diminution de la sensibilité des radars pour ne citer que ces deux exemples. Pour cela un banc de mesure de bruit basse fréquence, composé d'un amplificateur de tension faible bruit, d'un amplificateur transimpédance et d'un analyseur FFT a été mis au point, et un modèle de TEC de type distribué incluant ces sources de bruit a été développé à partir de la caractérisation expérimentale. Puis ce modèle distribué en bruit basse fréquence nous a permis de comparer avec succés les mesures et les simulations du bruit de phase d'un oscillateur à résonatuer diélectrique, circuit constitutif d'une source millimétrique complète d'un radar anti-collision fonctionnant à 77 GHz, et ayant une fréquence d'oscillation de 19 GHz.
Contribution à l'étude du bruit de fond basse fréquence des transistors à effet de champ à grille isolée
Author: José DépisEtude des phénomènes de transport de porteurs et du bruit basse fréquence en fonction de la température dans les transistors FinFET et GAA NWFET sub-10 nm
Author: Dimitri BoudierPublisher:
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Languages : fr
Pages : 17
Book Description
Les travaux menés pendant cette thèse se concentrent sur l'étude de technologies avancées de MOSFET, plus précisément de FinFET à triple-grille et de nanofils à grille enrobante. Ils ont été fabriqués pour le nœud technologique 10 nm, suivant le même procédé de fabrication à l'exception de la fabrication d'une quatrième grille pour les nanofils. Ces composants sont étudiés en régime statique afin de déterminer les principaux paramètres de leur modèle électrique. Des études à très faible température (