Effet d'une repartition discrete et aleatoire des impuretes dans le canal des mosfet sub-100 nm : etude theorique par simulation monte carlo 3d

par SYLVAIN BARRAUD

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Philippe Dollfus.

Soutenue en 2001

à PARIS 11, ORSAY .

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  • Résumé

    Ce memoire porte sur l'etude des effets d'une repartition discrete et aleatoire des impuretes dans le canal des mosfet sub-100 nm par simulation monte carlo 3d. Ce point est une des principales limitations a la miniaturisation des transistors et necessite donc une attention particuliere pour le developpement des futures generations des technologies cmos. Dans le premier chapitre, nous enoncons les principales limitations physiques et technologiques liees a la miniaturisation des transistors mosfet. Parmi celles-ci, la reduction du nombre d'impuretes dans le canal souleve un grave probleme lie a la variation de la tension de seuil. Dans le deuxieme chapitre, nous decrivons le modele de transport atomistique 3d que nous avons developpe. La methode particule-maille donne une bonne representation des interactions de coulomb longue-portee mais montre une limite de validite a courte-portee du fait de l'incompatibilite entre le concept de charge ponctuelle et de discretisation spatiale. Les interactions courte-portee sont alors representees comme une perturbation instantanee par un temps de relaxation adapte au caractere discret de l'impurete. Le modele est valide par un calcul de mobilite des electrons dans le silicium. Le troisieme chapitre porte sur l'influence d'une distribution discrete des dopants dans la region active de dispositifs nanometriques. Trois types de structures de complexite croissante sont etudiees. Une premiere etude est menee sur des resistances dont l'analyse microscopique montre l'existence de chemins preferentiels dans lesquels le flux des porteurs est plus important. Nous etudions ensuite le comportement electrique de diodes n +nn + nanometriques et evaluons l'influence de la longueur de la zone n sur le courant a faible et fort champ electrique. Enfin, nous presentons les premiers resultats obtenus dans un transistor mosfet et montrons l'importance du role joue par le nombre d'atomes dopants dans la couche d'inversion sur le courant de drain.

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Informations

  • Détails : 115 p.
  • Annexes : 110 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
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