Transport mono-électronique et détection de dopants uniques dans des transistors silicium

Mathieu Pierre 1
1 LATEQS - Laboratoire de Transport Electronique Quantique et Supraconductivité
PHELIQS - PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS : DRF/INAC/PHELIQS
Résumé : Cette thèse présente une étude du transport électronique à basse température dans des transistors à effet de champ nanométriques en silicium sur isolant. Leur comportement électrique dépend notamment de la constitution des jonctions entre les réservoirs et le canal, qui est déterminée lors de la fabrication par l'utilisation d'espaceurs de part et d'autre de la grille. Cette différence de comportement est exacerbée à basse température. Dans des transistors très courts, de longueur de grille typique égale à 30 nm, compte tenu de la diffusion des dopants lors du recuit d'activation, il est possible d'obtenir sous la grille un unique donneur bien couplé aux deux réservoirs. Sa présence est révélée par de l'effet tunnel résonant à travers les niveaux d'énergie associés à ses orbitales, observé à basse température à des tensions de grille inférieures au seuil du transistor. L'estimation de l'énergie d'ionisation de ce donneur donne une valeur supérieure à la valeur attendue pour un donneur dans du silicium massif, ce qui est attribué à l'effet du confinement diélectrique du donneur. À l'inverse, il est possible de définir des résistances d'accès au canal suffisantes pour y confiner les électrons. Un transistor se comporte alors comme un transistor mono-électronique à basse température, dont l'îlot est situé sous la grille. Ce moyen de créer un transistor mono-électronique est étendu à des systèmes d'îlots couplés, en déposant plusieurs grilles entre la source et le drain. Plusieurs comportements sont obtenus selon l'écart entre les grilles et la longueur des espaceurs. Ces systèmes sont utilisés pour réaliser le transfert d'un électron unique.
Type de document :
Thèse
Physique [physics]. Université de Grenoble, 2010. Français
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Contributeur : Mathieu Pierre <>
Soumis le : dimanche 28 novembre 2010 - 22:28:15
Dernière modification le : lundi 24 septembre 2018 - 12:28:02
Document(s) archivé(s) le : vendredi 2 décembre 2016 - 12:43:48

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  • HAL Id : tel-00540644, version 1

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Mathieu Pierre. Transport mono-électronique et détection de dopants uniques dans des transistors silicium. Physique [physics]. Université de Grenoble, 2010. Français. 〈tel-00540644〉

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