Etude prospective sur les dispositifs silicium a blocage de coulomb dans une perspective d'application a la micro-electronique

par LIONEL PALUN

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Guy Fishman.

Soutenue en 2000

à Grenoble 1 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    A court ou moyen terme (2002-2010) les projections de generations technologiques en micro-electronique prevoient une limitation physique et technologique des composants silicium. Les dispositifs a blocage de coulomb y sont souvent evoques comme une alternative ou un complement possible. Dans une perspective industrielle, de tels dispositifs doivent etre fabriques avec une technologie silicium et fonctionner a temperature ambiante. Ce travail de these se propose comme une contribution a la reflexion sur les debouches industriels possibles du blocage de coulomb. Le chapitre 1 presente un etat de l'art de deux familles de dispositifs silicium a blocage de coulomb : les transistors a un electron (single electron transistor) et les memoires a un electron. Le chapitre 2 est dedie a une etude sur le confinement des electrons dans un ilot nanometrique de silicium entoure de sio 2. Cette etude conduit a l'introduction de la notion de capacite quantique. Le chapitre 3 propose un rappel theorique sur le blocage de coulomb, dans lequel est integre la capacite quantique. Le passage tunnel entre deux ilots de silicium est discute a l'aide de la notion de resistance tunnel. Le chapitre 4 est consacre a une nouvelle architecture de cellule memoire silicium a blocage de coulomb : la cellule memoire a jonctions tunnel verticales. Son fonctionnement est decrit a l'aide du simulateur setmos. Ce simulateur a ete developpe au cours de la these et permet de simuler conjointement un set a ilots nanometriques de silicium et un transistor mos, en prenant en compte la capacite quantique des ilots. Le chapitre 5 decrit la fabrication d'un transistor a un electron realise sur des plaques soi (silicon on insulator) de 200 mm de diametre avec des outils de recherche et developpement de la micro-electronique. Bien que n'offrant pas de caracteristique claire de blocage de coulomb, la fabrication de ce dispositif a permis le demarrage d'une serie de projets technologiques au leti sur le theme de la nano-electronique.


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Informations

  • Détails : 220 p.
  • Annexes : 117 ref.

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