Intégration et caractérisation de nouveaux modules technologiques pour les applications CMOS à basse consommation

Integration and characterization of new technological boosters for CMOS low power applications

• Auteur / Autrice : Gregory Bidal
• Direction : Gérard Ghibaudo, Thomas Skotnicki
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro et nanoélectronique
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Permittivité

Diélectriques

Couches minces

MOS complémentaires

Résumé

Afin de répondre aux besoins des nouvelles applications dites « mobiles / multimédia», de nouvelles solutions technologiques CMOS émergent pour améliorer le compromis consommation/performance des transistors. D’une part, les dimensions des dispositifs atteignant les échelles nanométriques, des phénomènes parasites, auparavant négligeables, gagnent en importance. D’autre part, la généralisation de l’intégration de plusieurs fonctions sur une même puce (digitale, analogue, mémoire) implique d’anticiper l’optimisation technologique des composants au-delà de la simple miniaturisation. Cette thèse porte sur l’étude, la fabrication et la caractérisation de nouveaux modules technologiques destinés à limiter les courants de fuite et à améliorer le transport des porteurs : empilement de grille combinant diélectrique haute permittivité et grille métallique, transistor à canal complètement déserté intégré sur substrat bulk par technologie « Silicon-On-Nothing », transistor à grille enrobante, nouveaux substrats à double orientation cristalline, techniques de contrainte.

Mobile multimedia applications are requiring new CM OS technological solutions in order to improve the performance/consumption trade-off. Since devices dimensions are entering into the nanoscale era, parasitic phenomenon are becoming less and less negligible. This work deals with the study, the fabrication and the characterization of new technological modules that are suitable for reducing leakage components and for boosting carriers transport. Chapter 1 is a review of the state-of-the-art. Chapter 2 presents technological integration of each module and their co-integrability. Chapter 3 gives an overview of electrical performances finally discussed in circuits and SRAM perspectives. Last, in depth characterization of transport relevant parameters su ch as mobility and velocity is detailed in chapter 4. The latter tries to give the main transport limitations for each architecture.