Etude et simulation d’un nano-mosfet double grille

Abstract

Le MOSFET atteint aujourd’hui des dimensions nanométriques pour lesquelles les effets quantiques ne peuvent plus être négligés, et modifient sensiblement les propriétés de transport des matériaux. Dans ce contexte, le formalisme des fonctions de Green hors-équilibre constitue une méthode pertinente pour décrire le comportement quantique des nano-transistors. Le MOSFET double-grille apparaît comme un des meilleurs candidats pour relever le défi de réduction des transistors. L’une des particularités de ce composant est sa très bonne immunité face aux effets canaux courts. La double-grille permet de mieux contrôler le potentiel du canal et de résister au courant tunnel source-drain. Ce travail porte sur la simulation d’un nano-MOSFET double grille et détermine l’impact des effets quantiques sur cette architecture, à l’aide du formalisme des fonctions de Green hors équilibre. L'étude couvre les différents aspects des caractéristiques courant-tension de ces dispositifs, en prenant en compte les effets quantiques tels que le confinement quantique et l'effet tunnel. Les effets de la réduction de la longueur de grille, de la température ont été étudiés systématiquement pour mettre en évidence le rôle des différents phénomènes quantiques. L’ajustement du travail de sortie du métal de grille nous permet de trouver un bon compromis entre performances et vitesse de commutation du dispositif.