Soutenance de thèse de Thibauld CAZIMAJOU

Les réseaux aléatoires de nanofils, parfois appelés nanonets, pourraient être des candidats prometteurs pour l’intégration 3D de biocapteurs sur CMOS. Dans cette thèse nous présentons les résultats de caractérisations et de simulations de transistors à effet de champ à base de nanonets de silicium (Si NN-FET). Nous montrons que les résultats de mesure ne peuvent pas s’interpréter sans prendre en compte les dispersions au sein du nanonet.
Les caractéristiques électriques statiques des Si NN-FET ont été mesurées en fonction des paramètres géométriques (dimension du canal et densité de nanofils) sur un grand nombre de composants de façon à disposer de grandeurs statistiquement significatives pour les paramètres électriques principaux (mobilité apparente à bas champ, facteur d’idéalité de la pente sous le seuil et tension de seuil) qui sont extraits grâce à un modèle compact. Nous évaluons en parallèle les variations théoriques de ces mêmes paramètres en utilisant la théorie de la percolation et des simulations Monte Carlo. Par rapport aux approches généralement utilisées dans la littérature pour des réseaux percolants, l’originalité de nos simulations est de prendre en compte l’effet de champ ainsi que les dispersions.
Les dispersions en tension de seuil se sont avérées essentielles pour comprendre la dépendance expérimentale des caractéristiques électriques avec les caractéristiques du réseau.    
L’analyse du bruit basse fréquence des Si NN-FET permet l’estimation de la variation de l’aire électrique du nanonet avec la densité. L’étude de la variation en température des caractéristiques électriques des Si NN-FET met en évidence l’activation en température des jonctions entre nanofils. La relation inattendue de la mobilité avec la température fait soupçonner une dispersion de la hauteur de barrière des jonctions, hypothèse validée par les simulations Monte Carlo.
 

• Mireille MOUIS - Directeur de thèse
• Emmanuel DUBOIS - Rapporteur
• Philippe DOLLFUS - Rapporteur
• Gérard GHIBAUDO - CoDirecteur de thèse
• Edwige BANO - Examinateur
• Cristell MANEUX - Examinateur
• Stéphane MONFRAY - Examinateur