Dispositifs et technologie silicium sur isolant totalement déserté (FD-SOI)

La technologie SOI, sujet de l’article « Technologie silicium sur isolant (SOI) »  [E 2 380] , a donné naissance au FD-SOI, filière CMOS d’avant-garde, où les composants totalement désertés (FD : fully depleted ) s’affichent avec une épaisseur de 6 à 7 nm. Cet article évoque, parfois en détail, les spécificités du FD-SOI par rapport aux structures SOI conventionnelles à plus forte épaisseur.

L’accent est mis sur l’incomparable flexibilité du FD-SOI en regard du FinFET, son concurrent. La possibilité de polariser le substrat de silicium représente l’atout incontesté du FD-SOI, permettant d’émuler des transistors à double grille. On peut ainsi moduler les propriétés des transistors en termes de tension de seuil, de mobilité de porteurs et de courant de fuite.

Tout d'abord, sont décrits les avantages génériques et les caractéristiques des composants FD-SOI. Puis les mécanismes physiques particuliers qui gouvernent le fonctionnement des transistors MOSFET sont explicités. Nous insistons sur les effets dimensionnels en épaisseur et longueur de canal. La caractérisation de structures multi-interfaces de taille nanométrique représente un défi considérable. Les techniques recommandées sont ensuite abordées. L’extrême souplesse de la technologie offre l’opportunité de concevoir des dispositifs innovants, essentiellement basés sur l’exploitation du dopage électrostatique. Des exemples sélectionnés sont discutés : dispositifs à modulation de bandes, diode virtuelle, mémoires DRAM sans capacité de stockage, etc.

Pour une vue complète et synthétique, il est préférable de parcourir cet article après la lecture de l'article  [E 2 380] .

Le lecteur trouvera en fin d'article un tableau des symboles et un tableau des sigles utilisés.