Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 879-887 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:01980001504087900

Une méthode simple de détermination de la vitesse limite des porteurs, dans les transistors MOS

G. Merckel

Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Informatique. C.E.N.G., LETI, 85X, 38041 Grenoble Cedex, France

Abstract
The properties of the transconductance, at saturation, in short-channel MOSFET's are studied as a function of channel dimensions and applied voltages. A simple theoretical formulation of the transconductance is proposed and compared to experimental results. From the theoretical analysis of the measured results, on transistors with different channel length, a simple method is deduced to determine the carrier's saturation velocity. Only two parameters have to be known : the oxide thickness and the channel width. Considered in relation with the different SOS technologies, these results show the advantage of a Deep Depletion technology which could be come on of tomorrows submicron technologies.

Résumé
Les propriétés de la transconductance, en régime de saturation des transistors MOS à canaux courts, sont étudiées en fonction des dimensions du transistor et des tensions appliquées. Une formulation théorique simple de cette transconductance est proposée et comparée aux résultats exprimentaux. A partir de l'analyse théorique et des résultats de mesure obtenus sur des transistors ayant des longueurs de canal différentes, on déduit une méthode simple de détermination de la vitesse limite des porteurs. La méthode n'implique que la connaissance de deux paramètres : l'épaisseur d'oxyde et la largeur du canal. Les résultats placés dans le contexte des technologies silicium sur isolant mettent en évidence l'intérêt d'une technologie de type Déplétion Profonde qui pourrait constituer une des filières submicroniques de demain.

PACS
2560B - Semiconductor device modelling and equivalent circuits.
2560R - Insulated gate field effect transistors.

Key words
insulated gate field effect transistors -- semiconductor device models -- saturation carrier velocity -- transconductance -- saturation -- oxide thickness -- channel width -- short channel MOSFET -- deep depletion -- carrier velocity