Assas Recherche | Développement des méthodes expérimentales pour mieux appréhender la variabilité locale des composants CMOS avancés

Développement des méthodes expérimentales pour mieux appréhender la variabilité locale des composants CMOS avancés (Document en Anglais)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse consultable sur internet, en texte intégral.

Informations sur les contributeurs

Auteur : Franco Omar, Jonani

Franco, Omar, Jonani

Nom

Franco

Prénom

Omar, Jonani

Nationalité

Français

Date de soutenance : 12-07-2016

Directeur(s) de thèse : Ghibaudo Gérard

Ghibaudo, Gérard

Nom

Ghibaudo

Prénom

Gérard

Etablissement de soutenance : Université Grenoble Alpes (ComUE)

Université Grenoble Alpes (ComUE)

Nom

Université Grenoble Alpes (ComUE)

Laboratoire : Centre de radiofréquences, optique et micro-nanoélectronique des Alpes (Grenoble, Isère, France ; Chambéry ; 2007-....)

Centre de radiofréquences, optique et micro-nanoélectronique des Alpes (Grenoble, Isère, France ; Chambéry ; 2007-....)

Nom

Centre de radiofréquences, optique et micro-nanoélectronique des Alpes (Grenoble, Isère, France ; Chambéry ; 2007-....)

Ecole doctorale : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)

École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)

Nom

École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)

Informations générales

Discipline : Nanoélectronique et nanotechnologie
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Variabilité, Locale, Modèles, Méthodologie, Expérimentale, Mosfet
Mots-clés :

Semiconducteurs
Transistors MOSFET
MOS (électronique)

Résumé : Les systèmes et applications microélectroniques sont présentes partout dans notre civilisation humaine d’aujourd’hui, depuis le plus simple appareil de notre vie quotidienne jusqu’à des vaisseaux/robots spatiaux qui nous permettent d’observer des images des mondes lointains du Système Solaire et au-delà. L’industrie du semi-conducteur est devenue, depuis sa naissance dans les années 1960, l’une des plus grandes d’aujourd’hui et qui connait une croissance continue avec environ 350 milliards de dollars de chiffre d’affaires annuel. Le composant de base de la microélectronique est le transistor, qui depuis sa conception il y a environ 50 ans a subit une évolution impressionnante en termes de performances, coût et densité d’intégration, cette évolution a été soutenue par des investissements économiques et humains pour suivre ladite « Loi de Moore », qui prédit une augmentation du double de composants intégrés dans une puce tous les deux ans. Le Transistor à Effet de Champ Métal/Oxyde/Semi-conducteur (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET en anglais) est devenu le composant préféré pour les applications numériques dans l’industrie. Avec la miniaturisation du transistor, l’un des grands défis est de limiter l’impact de la variabilité du transistor, qui devient de plus en plus important lorsqu’on diminue les dimensions du composant. Deux transistors dessinés et fabriqués de manière identique peuvent présenter des caractéristiques très différentes; lorsque cette variabilité est de nature systématique, on peut trouver souvent un moyen technologique pour l’éliminer ou on peut modéliser les effets de manière très précise, ce qui n’est pas le cas lorsque la variabilité est de nature statistique, ce type de variabilité est de nature aléatoire et résulte de la nature granulaire de la matière et la difficulté de contrôler le positionnement des atomes, un-par-un, à un niveau industriel. Il est donc nécessaire de caractériser et modéliser la variabilité local statistique pour permettre de mieux prédire les effets indésirables dans des circuits complexes dus à ce type de variabilité et donc de mieux concevoir les produits pour qu’ils soit le plus robustes. Le but de ce projet est d’aller plus loin dans la manière d’appréhender la variabilité et de revisiter les moyens de caractérisation de la variabilité du MOSFET, développer des méthodes d’analyse de données pour extraire le maximum d’information pertinente sur les sources de variabilité et leur impact dans les performances des composants, le tout basé sur des données expérimentales obtenues sur des structures de test améliorées. L’un des points clés de notre méthode de caractérisation de la variabilité développée dans ce projet, est de permettre une modélisation statistique précise des variations du procédé de fabrication et leur impact dans l’environnement design; pour réussir notre objectif, les méthodes développées doivent fournir des paramètres statistiques avec un intervalle de confiance bien établi, et qui peuvent être implémentés dans des modèles statistiques dans la chaine design. Pour amener à bien les objectifs, ce projet bénéficie du support de STMicroelectronics et du Laboratoire IMEP-LACH, qui permettent l’accès à du silicium en technologie 28 nm avec des structures de test dédiées « fait maison » et à des équipements dernière génération de caractérisation. Le projet est principalement focalisé sur la variabilité locale (à l’échelle du micromètre et en dessous), que ce soit de nature systématique ou aléatoire. Cependant, quelques aspects de la variabilité à plus grande échelle (inter-puce) sont étudiés pour pouvoir discriminer les différentes sources de la variabilité locale.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2016GREAT052
Type de ressource : Thèse

Fiche descriptive