Etude et simulation par TCAD des effets de passivation sur les caractéristiques électriques d’un transistor 4H-SIC MOSFET

Abstract

Les progrès technologiques des dernières décennies se sont déroulés à un rythme effréné. Du smartphone omniprésent aux nouvelles technologies comme l'iPad d'Apple ™ et la TV 3D, de nouvelles idées continuent de changer notre vie quotidienne et l'innovation ne montre aucun signe de ralentissement. À l'insu de la plupart du public, ces nouveaux produits ne sont rendus possibles que par l’innovation dans le domaine de la technologie des semiconducteurs. Un simulateur de processus à semi-conducteurs d’Athéna de silvaco que nous avons utilisés dans ce travail nous a permis de modéliser les effets des différentes étapes impliquées dans la fabrication des semi-conducteurs: croissance, gravure, dépôt, etc. La plupart des simulateurs de processus utilisés aujourd'hui y compris Athéna sont dérivés du code SUPREM.IV.GS qui était à l'origine développé au laboratoire de circuits intégrés de l'université de Stanford. SUPREM. IV.GS est depuis longtemps reconnue comme la norme de l'industrie en matière de simulation de processus, ses commandes intuitives font en sorte que les fichiers d'entrée de simulation de processus ressemblent aux étapes de processus d'un site de fabrication qu’on trouve dans une salle blanche. Ce genre de simulateur de dispositif à semi-conducteurs peut modéliser les propriétés électriques, optiques, thermiques et parfois même mécaniques des dispositifs. Ils peuvent être utilisés en mode autonome en définissant la structure du composant ou utilisés conjointement avec un simulateur de processus. Ces outils permettent à l'utilisateur de travailler sur l'ingénierie de la structure des bandes, le confinement quantique et d'autres optimisations qui seraient difficiles à réaliser en utilisant uniquement des résultats expérimentaux. La plupart de ces simulateurs de dispositifs sont basés sur l'analyse par éléments finis 2D / 3D des propriétés électriques, thermiques et optiques des dispositifs semi-conducteurs composés et silicium. Dans ce chapitre, nous allons d'abord simuler un transistor MOSFET à enrichissement sous une technologie 4H-SiC de type n à canal long (NMOS). Notez qu'en raison de la nature symétrique du MOSFET, nous allons d'abord simuler la moitié de la structure et utiliser l'instruction miroir pour compléter la structure MOS.