Modélisation et intégration de transistors à canal de silicium contraint pour les noeuds technologiques CMOS 45nm et en deçà

par Fabrice Payet

Thèse de doctorat en Physique et modélisation des systèmes complexes. Micro et nanoélectronique

Sous la direction de Jean-Luc Autran.


  • Résumé

    L'introduction de contraintes dans le canal des transistors MOSFETs est aujourd'hui un élément incontournable de la microélectronique permettant d'améliorer la mobilité des électrons et/ou des trous. Nous proposons dans un premier temps une étude théorique de la mobilité des trous en couche d'inversion dans un film mince de Si contraint par substrat SiGe. Ceci permet de comprendre la physique reliant la contrainte mécanique au transport électronique en passant par le calcul de structure de bandes (théorie k. P), l'évaluation des effets quantiques (système d'équations Poisson-Schrödinger), et enfin l'évaluation de la loi de mobilité (équation de Boltzmann). Ensuite, la réalisation de transistors à canal de Si contraint par substrat SiGe 20 % permet de démontrer la possibilité d'obtenir à la fois un gain en mobilité des trous et des électrons. Cependant cette structure présente des inconvénients incontestables (contrôle du procédé de fabrication, courant de fuite, contrôle des effets canaux courts. . . ) qui ne permettent pas une industrialisation. Aussi notre étude s'est tournée sur une méthode de contrainte par dépôt de couche de nitrure CESL sur le transistor. Cette seconde étude a débouché sur le développement d'un modèle physique analytique permettant de comprendre le comportant du gain en courant avec la longueur de grille. Ces travaux permettent de comprendre la physique du transport dans du Si contraint et par là même de pouvoir déterminer les orientations technologiques de demain concernant ce domaine

  • Titre traduit

    Modeling and integration of strained SI transistors for the CMOS 45 technological node and futur


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Informations

  • Détails : 1 vol. (238 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie en fin de chapitres et d'annexes

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. St Charles). Service commun de la documentation. Bibliothèque universitaire de sciences lettres et sciences humaines.
  • Disponible pour le PEB
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