Soutenance de thèse de Kyunghwa LEE

Résumé:
La récente technologie Fully Depleted SOI (FD-SOI) est une excellente alternative à la technologie conventionnelle CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductorqui a mené le développement incessont des circuits intégrés. FDSOI offre une faible consommation d'énergie et un contrôle électrostatique amélioré pour les transistors MOS, même dans les noeuds très avancés (14 et 28 nm). En raison de leurs dimensions nanométriques, aussi bien en épaisseur qu’en longueur, les transistors FD-SOI présentent des mécanismes de fonctionnement et des caractéristiques très spécifiques. L’état de l’art du FD-SOI est décrit en insistant sur les atouts des composants, les effets physiques particuliers et les techniques de caractérisations dédiées. La diode Hocus-Pocus (HP) est un exemple de dispositif innovant rendu possible par la flexibilité sans égal de la technologie FD-SOI. En modifiant le type de dopage électrostatique, N ou P, un dispositif peut être reconfiguré en diode P-N virtuelle, diode Esaki virtuelle, diode semivirtuelle, diode P-I-N, TFET ou FET à modulation de bande. Chaque configuration fonctionne comme un dispositif physiquement dopé. Les aspects inédits découlent d'un changement dynamique de la concentration des porteurs.
Des applications originales telles que l'extraction de la durée de vie des porteurs et la diode virtuelle Esaki sont explorées. Le Z2-FET (Zero subthreshold slope and Zero impact ionization) est un dispositif particulièrement prometteur en raison de ses caractéristiques attrayantes (commutation abrupte, faible courant de fuite, tension de déclenchement réglable et rapport de courant élevé ION/IOFF). Dans ce travail, nous nous concentrons sur une mémoire dynamique sans capacité (1T-DRAM) et un interrupteur logique rapide.
Les mécanismes de fonctionnement en courant continu et transitoire ainsi que les performances du dispositif sont étudiés en détail à l'aide de simulations TCAD et validés à l'aide de résultats expérimentaux systématiques.

Membres du jury :

• Olivier BONNAUD - Rapporteur
• Ray HUETING - Rapporteur
• Gérard GHIBAUDO - Examinateur
• Carlos SAMPEDRO - Examinateur