Download 20nm. - Theses.fr

Chapitre II: Modélisation analytique des caractéristiques statiques des différentes architectures CMOS.
Par identification:
Eq. II-25
Cette approche a l’avantage de proposer des expressions très simples qui donnent une bonne estimation de
l’électrostatique d’un transistor conventionnel sur substrat massif. Cependant, les expressions ci-dessus ne
tiennent pas compte de l’effet de la profondeur des jonctions source-drain (Xj) sur les paramètres SCE et DIBL. Or
il est bien connu que la dimension Xj a un impact important sur le contrôle des effets canaux courts. Pour prendre
en compte cet effet, [Gautier 03] remarque que la longueur électrique moyenne est diminuée si la profondeur de
jonction augmente. Par observation géométrique, il évalue cette dépendance comme proportionnelle à (1+Xj²/L²),
d’où les nouvelles expressions de DIBL et SCE :
(
)
Eq. II-26
(
)
Eq. II-27
Où 0.64 et 0.8 sont des paramètres d’ajustement donnés par [Gautier 03] et déterminer d’après simulation
numériques. Pour vérifier si cette méthode est bien prédictive pour l’évaluation de la tension de seuil et des
effets canaux courts en fonction des principaux paramètres technologiques, nous avons effectué des simulations
numérique 2D avec l’outil Synopsys [Synopsys] en faisant varier le dopage canal Nch, l’épaisseur d’oxyde de grille
équivalente (EOT) et la profondeur de jonction (Xj).
350
800
Xj=10nm
Vtlin (mV)
250
Nch=3e18cm3
600
EOT=1nm
500
200
150
Xj=20nm
100
50
0
50
Nch=8e18cm3
EOT=1nm
400
Xj=20nm
300
200
100
Lignes = modèle
Symboles = simulations
0
Xj=10nm
700
Vtlin (mV)
300
100
L (nm)
150
Lignes = modèle
Symboles = simulations
0
0
200
a)
50
100
L (nm)
150
200
b)
700
600
Nch
EOT=2nm
400
300
Xj=20nm
200
Xj=10nm
1200
=3e18cm3
Vtlin (mV)
Vtlin (mV)
500
1000
Xj=20nm
800
Nch=8e18cm3
600
EOT=2nm
100
400
Lignes = modèle
Symboles = simulations
0
0
c)
1400
Xj=10nm
50
100
Lg (nm)
150
Lignes = modèle
Symboles = simulations
200
200
0
d)
50
100
Lg (nm)
150
200
Figure II-4: Tracé de la tension de seuil en régime linéaire V tlin (Vd=0.1V) en fonction de la longueur de grille
Lg pour différentes profondeur de jonction et d’EOT obtenue avec le modèle MASTAR et par simulation
numérique 2D. a) EOT= 1nm, Nch=3e18cm3, a) EOT= 1nm, Nch=8e18cm3, a) EOT= 2nm, Nch=3e18cm3, a) EOT=
2nm, Nch=8e18cm3.
65