Soutenance de thèse de Melissa ARABI

    L’industrie de la microélectronique a envahi notre vie quotidienne, on la retrouve particulièrement dans la communication, l’automobile, le médical, le spatial etc. Ce grand succès a été atteint grâce à la conception du transistor à effet de champ qui est conçu à des dimensions de l’ordre de la dizaine de nanomètres. Aujourd’hui, cette course à la miniaturisation a engendré de nouveaux défis dans cette industrie. En effet, de nouvelles contraintes industrielles liées à la fiabilité des dispositifs se sont imposées et ne doivent pas être négligées car cela remet en question le bon fonctionnement du circuit. Cette perte de fiabilité est principalement liée au vieillissement du transistor MOS comme le claquage d’oxyde, les instabilités en température, les porteurs chauds etc. A ce titre, Il est devenu nécessaire d’investiguer de nouvelles approches pouvant offrir davantage de gain en durée de vie pour les transistors MOS. C’est dans ce contexte que s’inscrit ce travail de thèse. Parmi les modes de dégradation du transistor, celui qui limite le plus sa durée de vie est claquage d’oxyde de grille, ou communément appelé le TDDB (Time Dependent Dielectric Breakdown). C’est un claquage irréversible du diélectrique. Il correspond à la perte de la propriété isolante de l'oxyde de grille. Il survient lorsqu'un chemin de conduction (ou de percolation) entre la grille et le canal est créé par une accumulation des défauts qui entraîne une augmentation du courant de fuite et rend le transistor claqué.
    Les travaux de cette thèse est l’investigation des nouveaux axes de recherches permettant de dégager une marge significative sur la durée de vie avec l’analyse des effets dynamiques du claquage de grille. Cette étude s’appuie donc sur la caractérisation expérimentale de cette dégradation, en particulier pour les aspects fréquentiels du claquage du diélectrique, en proposant un élargissement de l’étude du claquage dans la gamme des hautes fréquences et cela en développant des méthodologies de mesure adaptées à cette gamme de fréquence. Nous proposons également une explication de l’origine des effets AC/DC ainsi qu’un modèle permettant de modéliser le mécanisme de dégradation du diélectrique au cours du temps dans un mode AC et un mode DC.

• Bruno ALLARD, Professeur des Universités  INSA-Lyon : Rapporteur
• Alain BRAVAIX, Professeur des Universités ISEN-Toulon : Rapporteur
• Ahmad BSIESY, Professeur des Universités  UGA-Grenoble: Examinateur, Président
• Gérard GHIBAUDO, Directeur de Recherche  CNRS:  Directeur de thèse