THE v-E RELATION AND THE FIELD DISTRIBUTION IN SUBMICRON MOSFET'S

Résumé
Un nouveau modèle qui décrit les caractéristiques I-U dans les MOSFET's de dimensions submicroniques, est revu. I1 est montre' que le concept familier de "pinch off" qui, dans ces petites structures n'est plus valable, peut être remplacé par un facteur de rapport de champs f = Ey/Ex. Sur la base de ce modèle, il est demontré que l'intensité du champ électrique latéral à la source joue un rôle déterminant dans les propriétés de transport des transitors MOS. Une nouvelle relations v-E est proposée qui est une modification de la formule de Scharfetter-Gummel adaptée aux conditions de surface, et qui prend en considération le rôle prononcé des électrons tièdes. Dans ce régime, la diffusion des électrons de la couche d'inversion du silicium par les phonons polaires interfaciaux lointains est considérée et la contribution de ce mécanisme de relaxation à la mobilité des électrons tièdes est discutée.

Abstract
A new model for the description of the I-U characteristics in submicron MOSFET's is reviewed. It is shown that the familiar "pinch-off" concept which does not hold anymore in such small structure, can be replaced by a field relation factor f = Ey/Ex. On the basis of this model it is demonstrated that the intensity of the lateral electric field at the source side plays a determinant role in the transport properties of MOS transistors. A new v-E relation is proposed which is a surface modification of Scharfetter-Gummel's formula and which takes into account the pronounced role of warm electrons. In this latter regime, the remote interface polar phonon scattering in the Si-inversion layers is considered and the contribution of this relaxation mechanism to the warm electron mobility reduction is discussed.