Introduction à la modélisation compacte de transistor MOS pour concepteurs de circuits intégrés : mise en pratique de la théorie

^a Faculté de Physique et Ingénierie et pôle CNFM de Strasbourg (MIGREST), Université de Strasbourg, 3 rue de l’université, Strasbourg, France
^b Pôle CNFM de Grenoble (CIME Nanotech), Grenoble INP, Université Grenoble Alpes, 38000 Grenoble, France

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Résumé

Les étudiants en conception de circuits intégrés analogiques doivent maîtriser le fonctionnement du transistor MOS. Ceci passe par une compréhension approfondie des modèles compacts des transistors utilisés pour dimensionner et simuler les circuits, et demande un fort investissement en physique du semi-conducteur. Afin de motiver les étudiants du Master Systèmes Microélectroniques de l’Université de Strasbourg, leur cours de modélisation des composants est relié à leur stage de fabrication de transistors NMOS au Centre Interuniversitaire de Micro-Electronique et Nanotechnologies de Grenoble en leur proposant de modéliser et simuler par éléments finis les transistors qu’ils ont fabriqués. Le cours théorique établit le modèle compact et les travaux pratiques permettent de simuler les caractéristiques I-V des transistors à partir desquelles les étudiants extraient les paramètres électriques du modèle. En parallèle, les étudiants caractérisent les transistors qu’ils ont fabriqués et en déduisent par mesure les paramètres électriques qui sont comparés aux paramètres extraits des simulations. Dans cet article, nous décrivons le déroulé des enseignements que nous avons mis en place, depuis la fabrication jusqu’à l’extraction des paramètres afin de montrer la cohérence d’ensemble qui est un vrai atout pour motiver les étudiants à s’investir en physique du semi-conducteur et modélisation des composants électroniques intégrés.