Investigation de la microstructure des pièges responsables de la dégradation BTI (Bias Temperature Instability)

Abstract

Malgré les nombreux efforts fournis pour comprendre les mécanismes physiques derrière la dégradation BTI (Bias Temperature Instability), la microstructure des pièges induits par cette dégradation reste inconnue et fait l?objet de débats d?actualité. Dans ce travail, nous avons effectué une étude expérimentale de la dégradation NBTI (Negative BTI) sur les dispositifs MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). En premier lieu, nous avons étudié l?impact de la dégradation NBTI sur les régions du canal et du drain du transistor VDMOSFET (Vertically Double Diffused MOSFET) en utilisant la méthode Capacité-Tension (C-V). Nous avons rapporté que la dégradation est importante dans la région du canal (drain) dans le VDMOSFET à canal p (VDMOSFET à canal n). Cela signifie que la région dopée au phosphore (type n) est plus sensible à la contrainte NBTI. En second lieu, l?investigation de la dégradation NBTI sous l?application d?un champ magnétique faible (< à 100Gauss) pendant les phases de stress et de recouvrement sur des transistors VDMOSFET nous a permis de montrer que les pièges à l?interface (?Nit) et dans l'oxyde (?Not) induits par la dégradation NBTI sont réduits par l?application du champ magnétique. Cette réduction est plus prononcée lorsque le champ magnétique est élevé. Cependant, la dynamique des pièges à l?interface pendant les phases de stress et de recouvrement n?est pas affectée par l?application du champ magnétique, alors que la dynamique des pièges dans l?oxyde est affectée à la fois pendant les phases de stress et de recouvrement. Enfin, nous avons exposé les étapes de réalisation d?un spectromètre basé sur les méthodes EDMR à faible champ magnétique (< à 200Gauss) pour identifier la microstructure des défauts induits par la dégradation NBTI, et par conséquent pour comprendre les mécanismes physiques qui sont derrière cette dégradation