Analyse des mecanismes de conduction et de bruit en 1/f dans les transistors en couches minces de silicium polycristallin

par ABDELKARIM MERCHA

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Régis Carin.

Soutenue en 2000

à Caen .

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  • Résumé

    Notre analyse des proprietes electriques des transistors en couches minces de silicium polycristallin (poly-si tfts) met l'accent sur le role primordial, dans les mecanismes de transport de charges et de bruit excedentaire en 1/f, des discontinuites electriques (barrieres de potentiel) induites par les etats charges aux joints de grains. Une etude comparee de la conduction et du bruit basse frequence met en evidence deux regimes l'un correspondant a une conduction thermoionique et l'autre a une conduction limitee par la diffusion aux interfaces. Dans le premier regime, qui se demarque le plus de la situation des transistors mos, nous avons experimentalement montre que le courant obeit a la loi empirique de compensation (meyer-neldel) decrivant une activation thermique non ideale. Le facteur d'idealite de l'energie d'activation est attribue a la variation du quasi niveau de fermi dans la zone de depletion de part et d'autre des joints de grains. Il peut etre utilise pour qualifier la distribution spatiale des defauts dans la couche active polycristalline. Dans ce meme regime, les valeurs importantes (jusqu'a 2. 10 - 1) du parametre de normalisation du bruit en 1/f traduisent l'effet de la densification des lignes de courant dans le canal heterogene. Une modelisation par les methodes du champ d'impedance et du courant adjoint, ainsi que des mesures de bruit en fonction de la temperature montrent que la valeur du parametre de bruit est reliee a la hauteur des barrieres de potentiel et que le bruit en 1/f est thermiquement desactive. Ces energies de desactivation du bruit et d'activation du courant peuvent permettre de caracteriser l'ecart type de la hauteur moyenne des barrieres de potentiel. Ces interpretations conduisent a proposer une methode experimentale permettant, en s'affranchissant de l'incidence des barrieres de potentiel, d'acceder a un parametre de bruit caracteristique du couple materiau semi-conducteur et interface avec l'oxyde de grille.


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Informations

  • Détails : 209 p.
  • Annexes : 148 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque universitaire Sciences - STAPS.
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