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Thèse soutenue

Caractérisation et analyse de la dégradation induite par porteurs chauds dans les transistors MOS submicroniques et mésoscopiques

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Auteur / Autrice : Nathalie Revil
Direction : Sorin Cristoloveanu
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Microélectronique
Date : Soutenance en 1993
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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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