Simulation Monte Carlo de MOSFET pour une électronique haute fréquence

Le rendement consommation/fréquence des futures générations de circuits intégrés sur silicium n’est pas satisfaisant à cause de la faible mobilité électronique et des relativement grandes tensions d’alimentation VDD requises. Ce travail se propose d’explorer numériquement les potentialités des transistors à effet de champ (FET) à base de matériaux III-V pour un fonctionnement en haute fréquence et une ultra basse consommation.Tout d’abord, l’étude consiste à analyser théoriquement le fonctionnement d’une capacité MOS III-V en résolvant de façon auto-cohérente les équations de Poisson et Schrödinger (PS). On peut ainsi comprendre comment et pourquoi les effets extrinsèques comme les états de pièges à l’interface high-k/III-V dégradent les caractéristiques intrinsèques. Nous avons ensuite étudié plus en détails les performances des MOSFET III-V en régimes statiques et dynamiques sous faible VDD, à l’aide du simulateur particulaire MONACO de type Monte Carlo. Les caractéristiques de quatre topologies de MOSFET ont été quantitativement étudiées en termes de rendement fréquence/consommation et de bruit. Nous en tirons des conclusions sur l’optimisation de ces dispositifs.