Caractérisation et analyse de la dégradation induite par porteurs chauds dans les transistors MOS submicroniques et mésoscopiques PDF Download
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Author: Nathalie Revil
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Languages : fr
Pages : 174
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Book Description
CE MEMOIRE EST CONSACRE A LA CARACTERISATION ET A L'ANALYSE DE LA DEGRADATION ENGENDREE PAR LES INJECTIONS DE PORTEURS CHAUDS DANS LES TRANSISTORS MOS SUBMICRONIQUES ET MESOSCOPIQUES. LE PREMIER CHAPITRE DECRIT LES PRINCIPES DE BASE DU FONCTIONNEMENT DU TRANSISTOR MOS EN INSISTANT SUR LES EFFETS DE CANAUX COURTS ET, PLUS PARTICULIEREMENT, SUR LES PHENOMENES DE GENERATION ET INJECTION DE PORTEURS CHAUDS DANS L'OXYDE DE GRILLE. DIFFERENTES METHODES DE CARACTERISATION DE LA DEGRADATION INDUITE SONT ENSUITE RESUMEES ET COMPAREES DANS UN DEUXIEME CHAPITRE, CECI TOUT EN SOULIGNANT LE CARACTERE INHOMOGENE DE LA ZONE DE DEFAUTS. LE TROISIEME CHAPITRE PRESENTE UNE ANALYSE DU VIEILLISSEMENT DE TRANSISTORS MOS SUBMICRONIQUES ISSUS DE FILIERES CMOS AVANCEES. L'ETUDE MENEE SUR UNE LARGE GAMME DE LONGUEURS DE CANAL (0,4 M A 2 M) A PERMIS DE REVELER DE NOUVEAUX MODES DE DEFAILLANCE QUI SE MANIFESTENT AVEC LA REDUCTION DES DIMENSIONS ET, PAR SUITE, DE PREDIRE A CHAQUE INSTANT LE PARAMETRE LE PLUS SENSIBLE AU VIEILLISSEMENT. LA COMPARAISON DES DEGRADATIONS INDUITES DANS LES TRANSISTORS N- ET P-MOS PAR DES CONTRAINTES STATIQUES, ALTERNEES ET DYNAMIQUES, A CONFIRME LES DIFFERENTS MECANISMES DE DEFAILLANCE ET PERMIS DE DEFINIR UNE PROCEDURE POUR LA QUALIFICATION EN PORTEURS CHAUDS DES FILIERES CMOS. LE DERNIER CHAPITRE REPOSE SUR L'ANALYSE DES PERFORMANCES DE TRANSISTORS N-MOS ULTRA-COURTS (L=0,1 M). DE NOUVEAUX PHENOMENES DE TRANSPORT ONT ETE MIS EN EVIDENCE AINSI QU'UNE ZONE DE DEFAUTS UNIFORME APRES INJECTION DE PORTEURS CHAUDS. ENFIN, NOS RESULTATS MONTRENT POUR CES DISPOSITIFS UNE DUREE DE VIE SUPERIEURE A 10 ANS, CE QUI PERMET D'ETRE TOUT A FAIT OPTIMISTE POUR UNE UTILISATION FUTURE
Author: Nathalie Revil
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Pages : 174
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CE MEMOIRE EST CONSACRE A LA CARACTERISATION ET A L'ANALYSE DE LA DEGRADATION ENGENDREE PAR LES INJECTIONS DE PORTEURS CHAUDS DANS LES TRANSISTORS MOS SUBMICRONIQUES ET MESOSCOPIQUES. LE PREMIER CHAPITRE DECRIT LES PRINCIPES DE BASE DU FONCTIONNEMENT DU TRANSISTOR MOS EN INSISTANT SUR LES EFFETS DE CANAUX COURTS ET, PLUS PARTICULIEREMENT, SUR LES PHENOMENES DE GENERATION ET INJECTION DE PORTEURS CHAUDS DANS L'OXYDE DE GRILLE. DIFFERENTES METHODES DE CARACTERISATION DE LA DEGRADATION INDUITE SONT ENSUITE RESUMEES ET COMPAREES DANS UN DEUXIEME CHAPITRE, CECI TOUT EN SOULIGNANT LE CARACTERE INHOMOGENE DE LA ZONE DE DEFAUTS. LE TROISIEME CHAPITRE PRESENTE UNE ANALYSE DU VIEILLISSEMENT DE TRANSISTORS MOS SUBMICRONIQUES ISSUS DE FILIERES CMOS AVANCEES. L'ETUDE MENEE SUR UNE LARGE GAMME DE LONGUEURS DE CANAL (0,4 M A 2 M) A PERMIS DE REVELER DE NOUVEAUX MODES DE DEFAILLANCE QUI SE MANIFESTENT AVEC LA REDUCTION DES DIMENSIONS ET, PAR SUITE, DE PREDIRE A CHAQUE INSTANT LE PARAMETRE LE PLUS SENSIBLE AU VIEILLISSEMENT. LA COMPARAISON DES DEGRADATIONS INDUITES DANS LES TRANSISTORS N- ET P-MOS PAR DES CONTRAINTES STATIQUES, ALTERNEES ET DYNAMIQUES, A CONFIRME LES DIFFERENTS MECANISMES DE DEFAILLANCE ET PERMIS DE DEFINIR UNE PROCEDURE POUR LA QUALIFICATION EN PORTEURS CHAUDS DES FILIERES CMOS. LE DERNIER CHAPITRE REPOSE SUR L'ANALYSE DES PERFORMANCES DE TRANSISTORS N-MOS ULTRA-COURTS (L=0,1 M). DE NOUVEAUX PHENOMENES DE TRANSPORT ONT ETE MIS EN EVIDENCE AINSI QU'UNE ZONE DE DEFAUTS UNIFORME APRES INJECTION DE PORTEURS CHAUDS. ENFIN, NOS RESULTATS MONTRENT POUR CES DISPOSITIFS UNE DUREE DE VIE SUPERIEURE A 10 ANS, CE QUI PERMET D'ETRE TOUT A FAIT OPTIMISTE POUR UNE UTILISATION FUTURE
Author: Hazri Bakhtiar
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Languages : fr
Pages : 193
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Les innovations technologiques récentes ont permis le développement de transistor MOS de faibles dimensions, ayant des longueurs de canal et des largeurs de grille inférieures au micromètre. Cela permet de réaliser des circuits à forte densité d'intégration pour des applications à l'électronique. Cependant, la réduction des dimensions fait apparaître toute une gamme d'effets parasites et modifie ainsi les mécanismes de conduction avec l'apparition de nouveaux phénomènes ou des phénomènes qui n'étaient pas dominants dans des structures plus larges. Ceci entraîne un changement du fonctionnement du transistor ainsi que de leurs paramètres électriques. La réduction des dimensions, et en particulier de la longueur de grille des transistors MOS donne naissance à un problème de fiabilité qui était inconnu lors de l'utilisation de transistors à canal long. Les phénomènes de dégradation provenant des forts champs électriques deviennent importants avec la réduction des dimensions engendrant des défauts notamment aux interfaces oxyde-semiconducteur (SiO2-Si) ainsi que dans l'oxyde de grille, ce qui provoquent un vieillissement plus rapide de ces composants. Nous présentons dans ce contexte, une étude réalisée sur des transistors nLDD-MOSFETs submicroniques issus de technologie 0,6[masse volumique]m de MATRA-MHS-TEMIC, s'appuyant sur quatre objectifs principaux : détermination des paramètres de conduction, analyse des caractéristiques I-V sur la jonction drain-substrat, étude du comportement du transistor bipolaire dans les transistors MOS (source = collecteur, substrat = base, drain = émetteur) et étude du comportement des transistors MOS suite à une irradiation ionisante Co-60, afin d'évaluer leur dégradation
Author: Bertrand Marchand
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Languages : fr
Pages : 110
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L'ETUDE DES EFFETS DE PORTEURS CHAUDS POUVANT INDUIRE UNE DEGRADATION ELECTRIQUE DES CIRCUITS INTEGRES EST D'UNE GRANDE IMPORTANCE POUR LES COMPOSANTS AVANCES. DANS LES TRANSISTORS FORTEMENT SUBMICRONIQUES, LA CARACTERISATION ET LA MODELISATION A TEMPERATURE AMBIANTE ET A BASSES TEMPERATURES DE L'IONISATION SECONDAIRE PAR IMPACT ET DU COURANT DE GRILLE QUI EN RESULTE, COMPLETEE PAR L'ETUDE DE L'EMISSION LUMINEUSE LIEE A CE MECANISME, ONT ETE MENEES A BIEN, APPORTANT UNE MEILLEURE COMPREHENSION DE LA GENERATION DE PORTEURS CHAUDS DONT L'ENERGIE EST RESPONSABLE DE LA CREATION D'ETATS D'INTERFACE ET DE LA DEGRADATION DES PERFORMANCES DES COMPOSANTS. TIRANT PROFIT DE L'ACCELERATION DU VIEILLISSEMENT ELECTRIQUE PAR L'INTENSIFICATION DE L'IONISATION SECONDAIRE, UNE NOUVELLE METHODE DE PREDICTION DE LA DUREE DE VIE DES TRANSISTORS DANS LEURS CONDITIONS NOMINALES DE POLARISATION EST PROPOSEE. ENFIN, L'IMPACT DU TYPE DE CONTRAINTE ELECTRIQUE ET DE L'ARCHITECTURE TECHNOLOGIQUE SUR LA FIABILITE DES COMPOSANTS SONT ETUDIES.
Author: Shing-Hwa Renn
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Languages : fr
Pages : 154
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LA MINIMALISATION ARCHITECTURALE DES DISPOSITIFS ENTRAINE UNE AUGMENTATION DU CHAMP ELECTRIQUE DANS LES TRANSISTORS, QUI EST A L'ORIGINE DE LA GENERATION DE PORTEURS CHAUDS REDUISANT LA FIABILITE DES COMPOSANTS. L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST D'ANALYSER LES PHENOMENES ET LES MECANISMES PHYSIQUES DES EFFETS DE PORTEURS CHAUDS RELATIFS AUX TRANSISTORS MOS SILICIUM SUR ISOLANT (SOI) ULTRACOURTS. LA STRUCTURE ET LE FONCTIONNEMENT DES TRANSISTORS MOS/SOI SONT D'ABORD DECRITS EN DETAIL. PUIS, DIFFERENTES TECHNOLOGIES POUR LA REALISATION DU MATERIAU SOI ET L'INTERET DE TELS COMPOSANTS SONT RAPPELES. LE DEUXIEME CHAPITRE PRESENTE UNE ANALYSE DES EFFETS DE PORTEURS CHAUDS DANS LES COMPOSANTS SOI FORTEMENT SUBMICRONIQUES. CES RESULTATS ETUDIES PAR DIFFERENTES METHODES ET DANS UNE LARGE GAMME DE POLARISATION PERMETTENT D'INDIQUER AVEC PRECISION LE PIRE CAS DE DEGRADATION ET SOULIGNER L'IMPORTANCE DE L'ACTION DU TRANSISTOR BIPOLAIRE PARASITE (TBP). AFIN DE DETERMINER PRECISEMENT LA TENSION D'ALIMENTATION MAXIMALE, UNE TECHNIQUE D'EXTRAPOLATION DE LA DUREE DE VIE DES DISPOSITIFS TENANT COMPTE DE LA DEGRADATION EN DEUX ETAPES EST PROPOSEE DANS LE CHAPITRE III. LE QUATRIEME CHAPITRE EST CONSACRE A L'ETUDE DE LA DEGRADATION INDUITE PAR L'ACTION DU TBP A L'ETAT OFF, L'INFLUENCE DE CET EFFET INDESIRABLE SUR LE VIEILLISSEMENT DES COMPOSANTS ETANT IDENTIFIEE. LE BUT DU DERNIER CHAPITRE EST DE COMPARER DE MANIERE APPROFONDIE LA FIABILITE DES NMOS/SOI ET PMOS/SOI AVEC DIFFERENTES EPAISSEURS DU FILM DE SILICIUM ET FABRIQUES SUR DIVERS MATERIAUX SOI (SIMOX ET UNIBOND). ENFIN, D'AUTRE ASPECTS TELS QUE LES EFFETS DE PORTEURS CHAUDS A BASSE TEMPERATURE ONT EGALEMENT ETE ETUDIES AU COURS DE CE TRAVAIL.
Author: DAVID.. DORVAL
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Languages : fr
Pages : 152
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AFIN DE QUALIFIER LA FIABILITE DES TRANSISTORS MOS SUBMICRONIQUES, NOUS AVONS ETUDIE LA TENUE AU VIEILLISSEMENT DE DIFFERENTES SOLUTIONS TECHNOLOGIQUES SENSEES LIMITER LES PHENOMENES DE PORTEURS CHAUDS. L'ANALYSE DES DEGRADATIONS INDUITES PAR LES PORTEURS CHAUDS NOUS A PERMIS DE MODELISER LES DEGRADATIONS DES PRINCIPAUX PARAMETRES ELECTRIQUES BAS-NIVEAU DU TRANSISTOR. CES DEGRADATIONS SONT ESSENTIELLEMENT RELIEES A LA GENERATION D'ETATS D'INTERFACE SOUS LA GRILLE DU TRANSISTOR DONT LA DENSITE PEUT ETRE REVELEE PAR LA TECHNIQUE DE POMPAGE DE CHARGES. LA SENSIBILITE DE CETTE TECHNIQUE ASSOCIEE A LA MODELISATION DES DEGRADATIONS PERMET DE DETERMINER LA DUREE DE VIE DES TRANSISTORS POUR DES POLARISATIONS DE STRESS PROCHES DES TENSIONS NOMINALES DE FONCTIONNEMENT. LA DUREE DE VIE DES DIFFERENTES STRUCTURES POUR LES TENSIONS NOMINALES DE FONCTIONNEMENT EST ALORS DETERMINEE PAR INTERPOLATION ENTRE LES MESURES A FORTES ET FAIBLES TENSIONS. CETTE INTERPOLATION PERMET DE S'AFFRANCHIR PARTIELLEMENT DES INCERTITUDES INHERENTES A L'EXTRAPOLATION QUI EST UTILISEE LORSQUE SEULS LES POINTS DE MESURE A TENSIONS ELEVEES SONT PRIS EN COMPTE
Author: Chiên Nguyen-Duc
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Languages : fr
Pages : 162
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POUR CETTE ETUDE, EN PREMIERE PARTIE, DEUX MODELES SONT PROPOSES POUR PRENDRE EN COMPTE LES ASPECTS PARTICULIERS AUX DISPOSITIFS A CANAL TRES COURT (SUBMICRON). ON PROPOSE AUSSI UNE METHODE POUR DETERMINER LA LONGUEUR ELECTRIQUE DES TMOS. LA SECONDE PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE DES MECANISMES PHYSIQUES DE DEGRADATION PAR LES PORTEURS CHAUDS ET DU VIEILLISSEMENT A 77K DE TRANSISTOR MOS FABRIQUES PAR DIFFERENTES TECHNOLOGIES. ON MONTRE QUE LE PIEGEAGE DES ELECTRONS ET LA GENERATION DES ETATS D'INTERFACE VARIENT SELON LES CONDITIONS DE CONTRAINTE, LA TEMPERATURE ET LA LONGUEUR DES TRANSISTORS
Author: Christelle Bénard
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Languages : fr
Pages : 0
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Ce travail de thèse traite des différents phénomènes de dégradation que peut subir un transistor MOSFET. Les deux modes de dégradation étudiés sont la dégradation par porteurs chauds, HC, et la dégradation NBTI. Dans une première partie, nous étudions de façon détaillée les phénomènes de relaxation caractéristiques des défauts générés par NBTI, afin de mieux comprendre les instabilités qui rendent si complexe la caractérisation de la fiabilité NBTI. Nous examinons, dans une seconde partie, les différentes méthodes de caractérisation du NBTI existantes à ce jour. Il en ressort que la seule technique aujourd'hui valable est la mesure ultra rapide de la tension de seuil évitant les phénomènes de relaxation. Ces études nous ont permis de mieux appréhender les dégradations NBTI en elles-mêmes. Nous avons pu décrire un modèle physique de dégradation NBTI, approuvé sur une vaste gamme de transistors (Tox=23Å jusque Tox=200Å). D'après ce modèle, un double phénomène de génération de défauts est à l'origine de la dérive des paramètres : la rupture d'une liaison Si-H qui génère un état d'interface et un piège à trous dans l'oxyde et le piégeage sur des défauts préexistants (important dans les oxydes fins Tox
![Performances et fiabilité des transistors MOS SUB-0.1[mu]m PDF](https://books.google.com/books/content/images/frontcover/dVdhXwAACAAJ?fife=w80-h100)
Author: Bogdan Mihail Cretu
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Languages : fr
Pages : 151
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L'objet de notre travail est relatif à une analyse prospective de l'évolution de la fiabilité et des effets de canal court compte tenu de l'avancée des technologies induite par la miniaturisation, particulièrement pour des transistors MOS de longueur de grille inférieure à 0.1æm. Nous présentons une approche simple des équations qui modélisent le fonctionnement du transistor MOS et nous introduisons les effets liés à la réduction des dimensions. Les effets de canaux court ont été étudiés en fonction de la température. Une méthode originale d'extraction des paramètres qui prend en compte le deuxième facteur d'atténuation de la mobilité et une nouvelle méthode dite "ratio" pour l'extraction de la longueur effective du canal et de la tension de seuil sont proposées. Les effets des porteurs chauds ont été également analysés en fonction de la température. Les mécanismes et les modèles d'ionisation par impact sont présentés afin de mieux comprendre les processus de génération des porteurs chauds. La dégradation induite par injection de porteurs chauds a été mise en évidence pour chaque technologie disponible. A cet égard, l'impact du type de contrainte électrique et de l'architecture technologique sur la fiabilité des composants a été étudié. Une méthode originale d'évaluation de la contribution du canal et des extensions source-drain sur la dégradation totale est présentée. La durée de vie des dispositifs a été extrapolée afin de déterminer une tension de drain maximale pour laquelle les composants peuvent fonctionner durant une période raisonnablement longue.
Author: Béatrice Cabon
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Languages : fr
Pages : 110
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LA DEGRADATION DES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES STATIQUES DE TRANSISTOR MOS SBMICRONIQUES EST ETUDIEE APRES UNE CONTRAINTE ELECTRIQUE DE LONGUE DUREE DU TRANSISTOR POLARISE EN SATURATION. DE NOUVELLES METHODES DE CARACTERISATION DU TRANSISTOR SONT PROPOSEES. UN MODELE ANALYTIQUE UNIDIMENSIONNEL DE DEGRADATION DES PRINCIPAUX PARAMETRES EST PRESENTE, ET PERMET DE CORRELER CES DIFFERENTS PARAMETRES DE DEGRADATION
Author: Bertrand Szelag
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Languages : fr
Pages : 161
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LA REDUCTION DES DIMENSIONS DES TRANSISTORS MOS FAIT APPARAITRE DES EFFETS NEFASTES AU BON FONCTIONNEMENT DES COMPOSANTS ELECTRONIQUES. L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL DE THESE EST D'ETUDIER LES PROPRIETES PHYSIQUES ET ELECTRIQUES DES MOSFETS FORTEMENT SUBMICRONIQUES. LES LONGUEURS DE GRILLE MINIMUM UTILISEES AU COURS DE CETTE ETUDE SONT DE 75NM. DANS LE PREMIER CHAPITRE, NOUS RAPPELONS LES PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT DES TRANSISTORS MOS EN INTRODUISANT LES EFFETS LIES A LA REDUCTION DES DIMENSIONS. LE SECOND CHAPITRE EST ENTIEREMENT DEDIE AUX EFFETS DE CANAUX COURTS. LA TENSION DE SEUIL EST ETUDIEE EN FONCTION DE NOMBREUX PARAMETRES. NOUS PRESENTONS UNE ANALYSE FINE DE L'EFFET DE CANAL COURT INVERSE A PARTIR DE MESURES EFFECTUEES A BASSE TEMPERATURE ET EN DETERMINONS L'ORIGINE. ENFIN, NOUS PRESENTONS UN PHENOMENE ORIGINAL D'AUGMENTATION DE LA TRANSCONDUCTANCE AVEC LA POLARISATION DE SUBSTRAT. LE TROISIEME CHAPITRE TRAITE DES EFFETS DE PORTEURS CHAUDS. NOUS ANALYSONS EN DETAIL LES COURANTS DE GRILLE ET DE SUBSTRAT ET PRESENTONS DES RESULTATS RELATIFS AU VIEILLISSEMENT DES COMPOSANTS. ENFIN, LE PHENOMENE D'EMISSION DE PHOTONS EST ANALYSE. LE QUATRIEME CHAPITRE PRESENTE UNE ETUDE COMPARATIVE DES METHODES D'EXTRACTION DE LA LONGUEUR EFFECTIVE DE CANAL ET DES RESISTANCES SERIE. NOUS PROPOSONS CERTAINES AMELIORATIONS PERMETTANT D'UTILISER CES METHODES POUR LES COMPOSANTS FORTEMENT SUBMICRONIQUES. LE CINQUIEME CHAPITRE EST UN TRAVAIL DE CARACTERISATION ELECTRIQUE DE TRANSISTORS AVANCES REALISES AVEC DIFFERENTES ARCHITECTURES. NOUS COMPARONS UN DOPAGE CONVENTIONNEL OBTENU PAR IMPLANTATION DE BORE A UN DOPAGE RETROGRADE REALISE PAR IMPLANTATION D'INDIUM.
