1 - FILIÈRE FD-SOI

• 1.1 - Contexte et atouts du FD-SOI
• 1.2 - Substrats et circuits FD-SOI
• 1.3 - Transistor MOSFET FD-SOI
  Figure 1 - Transistor MOSFET planaire sur FD-SOI (d'après [11])

2 - MÉCANISMES PHYSIQUES PARTICULIERS DANS LES TRANSISTORS FD-SOI

• 2.1 - Effets de canal court
  Figure 2 - Variation de la tension de seuil avec la longueur de grille des transistors FD-SOI (d'après [13])
• 2.2 - Couplage inter-grilles
• 2.3 - Effets d’épaisseur nanométrique

  • Quiz d'entraînement
  Figure 3 - Tension de seuil en fonction de la tension appliquée sur le substrat (ground-plane) mesurée sur transistors FD-SOI à canal N Figure 4 - Courants d’électrons (triangles pleins) et de trous (cercles troués) mesurés dans un G4-FET d’épaisseur 7 nm (figure de gauche)
• 2.4 - Effets résiduels de corps flottant
  Figure 5 - Effet kink et hystérésis dans transistors FD-SOI Figure 6 - Transconductance en fonction de la tension de grille pour diverses polarisations du substrat (d'après [29])
• 2.5 - Transport électronique et mobilité des porteurs
  Figure 7 - Courbes spécifiques de la mobilité des électrons dans transistors FD-SOI ultra-minces Figure 8 - Évolution de la mobilité des électrons avec l'épaisseur du film SOI Figure 9 - Impact de la longueur des transistors sur la mobilité des porteurs

3 - TECHNIQUES SPÉCIFIQUES POUR LA CARACTÉRISATION DES COMPOSANTS FD-SOI

• 3.1 - Méthode pseudo-MOSFET pour substrats FD-SOI
  Figure 10 - Courant de drain I D et transconductance g m en fonction de la tension sur le substrat V BG mesurés sur une plaque FD-SOI avec un film de 12 nm et un BOX de 25 nm Figure 11 - Capacité en fonction de la tension sur le substrat, mesurée sur un pseudo-MOSFET en mode split-CV à basse fréquence (80 Hz) Figure 12 - Intensité du signal SHG en fonction de la tension appliquée sur le substrat d’une plaque FD-SOI (film de 40 nm et BOX de 25 nm)
• 3.2 - Diode PIN comme outil de caractérisation

  • Quiz d'entraînement
  Figure 13 - Mesures split CV sur une diode PIN FD-SOI de 25 nm d’épaisseur (d'après [55]) Figure 14 - Tension de seuil du canal avant d’électrons en fonction de la polarisation du substrat, mesurée avec la diode PIN et les techniques usuelles sur MOSFET Figure 15 - Capacité en fonction de la tension de grille pour une diode PIN FD-SOI très mince (7 nm) Figure 16 - Courant direct de la diode PIN FD-SOI en fonction de la tension de grille (adaptée de [56])
• 3.3 - Caractérisation avec transistors MOSFET
  Figure 17 - Bruit basse fréquence mesuré sur MOSFETs FD-SOI (adaptée de [61]) Figure 18 - Mesures de magnétorésistance géométrique sur MOSFET en FD-SOI (d'après [33]) Figure 19 - Représentation spectrale de la dépendance mobilité-conductivité carrée, obtenue par traitement des courbes de MR de la figure 18a avec la méthode HR-MSA (d'après [62]) Figure 20 - Transitoires du courant de drain mesurés en commutant la grille d’un transistor MOS FD-SOI de la déplétion I 0 ou de la forte accumulation I 1 vers l’accumulation

4 - DISPOSITIFS INNOVANTS EN TECHNOLOGIE FD-SOI

• 4.1 - Dispositifs à modulation de bandes
  Figure 21 - Dispositif FD-SOI à modulation de bandes Figure 22 - Caractéristique statique courant-tension d’anode d’un Z2-FET Figure 23 - Versions du Z2-FET
• 4.2 - Mémoires volatiles sans capacité de stockage
  Figure 24 - Exemples de mémoire émergente en technologie FD-SOI Figure 25 - Tensions de grille et d’anode pendant le cycle mémoire du Z2-FET (a) et courants correspondant (b) : programmation P, maintien H et lecture R des états ‘0’ et ‘1’
• 4.3 - Composants à forte tension
  Figure 26 - Dispositif EDMOS innovant fabriqué sur FD-SOI (d’après [76])
• 4.4 - Diode Hocus-Pocus

  • Quiz d'entraînement
  Figure 27 - Configurations de la diode Hocus-Pocus suivant le type de dopage induit par la grille et le plan de masse du même dispositif qu’en figure 21a (d’après [77]) Figure 28 - Caractéristiques expérimentales courant-tension de la diode virtuelle (figure 27a) pour différentes tensions sur les grilles

5 - CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES

6 - SYMBOLES

7 - SIGLES

TEST DE VALIDATION