Contribution à l'étude de la sensibilité au vieillissement des technologies SOI durcies

Aging analysis of hardened-soi technology

• Auteur / Autrice : Éric Guichard
• Direction : Gilles Reimbold
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microélectronique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés libres

Sciences appliquees

Electronique

Etude experimentale

Fiabilite

Degradation

Essai vieillissement

Circuit integre

Transistor effet champ

Transistor mos

Technologie silicium sur isolant

Injection porteur charge

Porteur chaud

Degradation statique

Degradation dynamique

Injection alternee

Pompage charge

Couplage interface

Experimental study

Reliability

Degradation

Aging test

Integrated circuit

Field effect transistor

Mos transistor

Silicon on insulator technology

Charge carrier injection

Hot carrier

Résumé

Devant le developpement des technologies soi dans le domaine militaire et spatial et aujourd'hui civil, il s'agissait d'essayer de mieux comprendre les mecanismes physiques de degradation, par porteurs chauds, intervenant dans les transistors et les circuits. La specificite des transistors soi par rapport aux transistors bulk est la presence de l'oxyde enterre. Ce dernier, bien qu'apportant de nombreux avantages au fonctionnement des dispositifs, est considere, aujourd'hui encore, comme le talon d'achille des transistors soi vis a vis du vieillissement. Cependant, nous avons montre que pour les technologies futures ou la tension d'alimentation sera bien inferieure a 3v, la degradation de l'oxyde enterre disparait. La comparaison des transistors sur couche simox fine et tres epaisse (equivalente au bulk) a ete menee sur des transistors a canaux n et p. Les mecanismes physiques de base sont identiques, seule la degradation de l'oxyde enterre intervient lors du vieillissement des transistors p-mos. Un des aspects originaux de cette these est l'etude de la degradation dynamique des transistors soi. Pour ce faire, nous avons concu des circuits de test inedits, ou la caracterisation des transistors in-situ dans le circuit est possible. Ceci nous a permis de correler la degradation statique et dynamique. Le resultat principal est que la degradation dynamique reste faible: la derive de frequence, pour un oscillateur en anneau par exemple, n'atteint que quelques pourcents dans des conditions severes de vieillissement. Enfin, tout au long de notre etude, nous avons utilise l'emission lumineuse comme technique d'analyse du vieillissement des transistors et des circuits. C'est un moyen tres pratique de localiser visuellement les zones d'un circuit qui sont susceptibles de se degrader