Caractérisation des défauts dans les dispositifs à technologie MOS : défauts créés par injection Fowles-Nordheim

par Jean-Michel Moragues

Thèse de doctorat en Électronique, optronique et systèmes

Sous la direction de Jean Oualid.

Soutenue en 1994

à Montpellier 2 .

mots clés

• MOS (électronique) -- Essais
• Défauts ponctuels
• Interfaces (sciences physiques) -- Propriétés électriques
• Charge d'espace

Résumé

Les differentes methodes de caracterisation des defauts que nous avons developpees consistent a l'exploitation critique des diverses caracteristiques electriques des transistors et des capacites mos: transfert, diode controlee par grille (dcg), pompage de charge, capacite-tension quasi-statique (c-v qs) et haute frequence (c-v hf). Pour une grande part, ces methodes ont ete appliquees a la caracterisation des defauts residuels dans des dispositifs soi (silicium sur isolant) et a celle des defauts generes par injection d'electrons en regime fowler-nordheim (f-n) dans l'oxyde de grille des dispositifs mos, realises sur silicium massif. Une etude effectuee sur des transistors pmos de differentes longueurs de grille concerne la distribution spatiale de ces defauts. Elle a permis de reveler une tres bonne correlation entre les resultats obtenus a partir des diverses caracteristiques. Nous nous sommes ensuite interesses a l'influence de certaines etapes technologiques, utilisees pour la realisation des memoires non volatiles, sur la resistance de l'oxyde de grille a une injection f-n. Cette etude a ete effectuee sur differents types de capacites mos. La structure particuliere de ces composants a permis de comparer les caracteristiques dcg et c-v qs. L'exploitation des caracteristiques c-v qs donne la possibilite d'effectuer une separation nette entre les charges creees dans l'oxyde et les etats d'interface. L'etude de la relaxation des defauts, apres injection f-n, a permis d'etablir une distinction entre les differentes composantes qui constituent la charge d'espace dans l'oxyde de grille de ces capacites mos. D'apres le modele propose, cette charge d'espace serait constituee de charges fixes, de trous pieges, de pieges a electrons donneurs et accepteurs. Ces derniers constitueraient les etats lents. Le modele permet de prendre en compte toutes les observations effectuees au cours de l'etude experimentale

Titre traduit

Characterization of defects in mos technology devices: defects generated by fowler-nordheim injection

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