Macro-modélisation des structures MOS "haute tension" intégrées avec prise en compte de l'auto-échauffement

par Anna Canepari

Thèse de doctorat en Micro-électronique

Sous la direction de Jean-Pierre Chante.


  • Résumé

    L'industrie de la microélectronique est aujourd'hui une industrie prospère investie dans les secteurs économiques à bon potentiel de croissance (informatique, télécommunications. . . ). Parmi tous les composants produits en microélectronique, les dispositifs MOS de puissance occupent une place fondamentale. Il s'agit de composants à semiconducteur utilisés principalement dans deux domaines. Ils servent pour contrôler le niveau de courant dans les moteurs électriques, les équipements électroniques et les voitures. D'autre part, ils régulent et stockent de la puissance dans les équipements électroniques portables. Depuis leur apparition dans les années 1970, les dispositifs MOS de puissance ont été intégrés avec des fonctions de plus en plus complexes. Cela a conduit au début des années 1990 à l'idée de la technologie "smart power". Cette technologie a été crée pour fournir l'interface entre le contrôle logique digital et la charge de puissance. Elle intègre les dispositifs de puissance avec des fonctions de contrôle, protection et logique intégrée. Le but est de produire des composants de puissance de plus en plus petits, à basse consommation et à bas coût. Ces dispositifs innovants, qui sont un sujet de recherche porteur dans l'industrie de la microélectronique, doivent être modélisé en SPICE. La modélisation est essentielle afin de pouvoir simuler le comportement des circuits intégrés avant de les dessiner et de les intégrer. Cette thèse a été réalisée au sein de l'équipe de modélisation des dispositifs MOS haute tension (MOS HV) de STMicroelectronics à Crolles. Cette équipe a pour mission de fournir des modèles SPICE pour les dispositifs HV aux concepteurs. Les modèles électriques doivent être capables de reproduire avec précision le comportement des dispositifs dans les régimes DC, AC et grand signal pour des températures comprises entre -40 °C et jusqu'à 200 °C pour certaines applications. Tous les dispositifs MOS HV dissipent une forte puissance. Si cette puissance ne peut être évacuée efficacement, une élévation de la température de fonctionnement du dispositif va se produire. Ce phénomène d'auto-échauffement est d'autant plus important que la puissance dissipée est élevée. Ce phénomène est par exemple bien connu dans les technologies MOS sur substrat SOI. Dans ce cas en effet l'oxyde enterré fonctionne comme un très bon isolant thermique. En ce qui concerne les MOS HV, des élévations de température de 100 °C sont courantes pour des applications de téléphonie. L'impact sur les caractéristiques éléctriques n'est donc pas négligeable. L'objectif de cette thèse est d'améliorer la prise en compte du phénomène d'auto-échauffement dans le modèles des MOS HV. Cela implique d'une part d'évaluer les méthodes de modélisation publiées dans la littérature et de proposer des améliorations. D'autre part, afin de déterminer le plus finement possible les paramètres relatifs à l'auto-échauffement du modèle, il est essentiel d'évaluer aussi les méthodes d'extraction de ces paramètres. Ces études supposent évidemment une bonne compréhension de la modélisation du MOS HV standard, c'est à dire sans prise en compte de l'auto-échauffement


  • Pas de résumé disponible.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (174 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. à la fin de chaque chapitre

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3133)
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.