Modélisation du transport quasi-balistique pour la simulation de circuits à base de nano-transistor multigrilles. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2009

Modeling of Quasi-ballistic transport in multigate MOSFET for circuit simulations.

Modélisation du transport quasi-balistique pour la simulation de circuits à base de nano-transistor multigrilles.

Résumé

Today, the MOSFET transistor reaches decananometer dimensions for which the effects of ballistic transport can no longer be neglected. The challenge is therefore to be able to introduce (quasi-)ballistic transport in the modeling of new devices and evaluates its impact at the circuit level. In this context, our work focuses on the introduction of (quasi-)ballistic transport in compact model of multigate transistor for the simulation of circuit elements. Firstly, the McKelvey's method applied to MOSFET has been used to synthesize all existing works on analytical modeling of ballistic/quasi-ballistic transport. Then, we built a macroscopic model called "quasi-ballistic mobility" (starting from pioneering work of Rhew et al), following the comparison between the moment method and the McKelvey method to describe (quasi-)ballistic transport in TCAD environment. Secondly, results from this first model have led us to build our (quasi-)ballistic current by adapting or creating new approaches to take into account the various effects of nanoscale devices: the short-channel effects, the quantum confinement and scattering rate. Finally, our work investigates the impact of the transport properties on the performances of circuit operation.
Le transistor MOSFET atteint aujourd'hui des dimensions déca nanométriques pour lesquelles les effets de balisticité ne peuvent plus être négligés. Le challenge actuel est d'être capable d'introduire le transport (quasi-)balistique dans la modélisation des dispositifs innovants et d'évaluer son impact au niveau système. Dans ce contexte, notre travail porte sur l'introduction du transport (quasi-)balistique dans une modélisation analytique des transistors MOS multigrilles pour la simulation d'éléments de circuit. Dans un premier temps, la redécouverte de la méthode de McKelvey appliquée au transistor MOSFET a permis de synthétiser l'ensemble des travaux concernant la modélisation analytique du transport balistique/quasi-balistique. Nous avons alors construit une modélisation appelée « mobilité quasi-balistique » (à partir des travaux de Rhew et al), issue du rapprochement entre la méthode des moments et la méthode de McKelvey permettant de décrire le transport (quasi-)balistique de façon macroscopique dans un environnement TCAD. L'ensemble des résultats issus de cette première modélisation nous a dirigé dans la construction de notre modèle analytique de courant (quasi-)balistique en adaptant ou en créant de nouvelles approches pour prendre en compte les divers effets des dispositifs nanométriques : les effets de canal court, le confinement quantique et la description des interactions. Nous avons donc pu quantifier l'impact des propriétés de transport électronique sur le fonctionnement d'éléments de circuit et cela en fonction du type d'architecture.
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tel-00569429 , version 1 (25-02-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00569429 , version 1

Citer

Sébastien Martinie. Modélisation du transport quasi-balistique pour la simulation de circuits à base de nano-transistor multigrilles.. Micro et nanotechnologies/Microélectronique. Université de Provence - Aix-Marseille I, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00569429⟩
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