Estudo da região de sublimiar de transistores SOI avançados (2018)
- Authors:
- Autor USP: SILVA, VANESSA CRISTINA PEREIRA DA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PSI
- Assunto: TRANSISTORES
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Em decorrência da necessidade de se obter circuitos integrados (CIs) cada vez mais velozes e consequentemente dando sequência à lei de Moore, a redução das dimensões dos dispositivos se torna necessária, aumentando assim a capacidade de integração de transistores dentro de um CI, porém, ao passo que ocorre a miniaturização, aparecem efeitos parasitários que afetam o comportamento dos transistores. Sendo assim, torna-se necessária a utilização de novos dispositivos e o uso de diferentes materiais, para dar continuidade à evolução tecnológica. Com o avanço da tecnologia, as indústrias seguiram em dois caminhos diferentes, a tecnologia planar (exemplo: UTBB) e a tridimensional (exemplo: FinFET). Neste trabalho são abordadas estas duas diferentes geometrias. Foram analisados dispositivos UTBOX e UTBB (planares) e os nanofios de porta ômega (?-Gate NW), que tem estrutura tridimensional. O uso de dispositivos com baixa-potência e baixa-tensão tornaram-se ainda mais importante nos dias de hoje, com aplicações em áreas médicas, como aparelhos auditivos e marca passos, em relógios inteligentes, microsensores e etc. Quanto menor for a potência consumida, menor será o calor gerado, resultando em uma redução de custos com sistemas de refrigeração. Os circuitos que operam na região de sublimiar são utilizados em aplicações onde o consumo de energia é mais importante do que a performance, porém, ao trabalhar nessa região os transistores apresentam um alto ganho para pouca variação de tensão. Nos transistores UTBOX e UTBB SOI nMOSFETs foram analisados os parâmetros partindo-se da tensão de limiar em direção à região do transistor no estado desligado, analisando a influência da espessura da região ativa do silício, do comprimento do canal e da implantação do plano de terra nos seguintes parâmetros: tensãode limiar, inclinação de sublimiar e DIBL, com diferentes comprimentos e larguras de canal, sendo possível observar a presença do efeito de canal curto ao analisar os três parâmetros para L a partir de 100nm. Os transistores com Wfin=220nm apresentaram um menor VT em relação aos demais, para explorar esse fato, foram feitas simulações numéricas dos transistores do tipo N com Wfin=220nm e L=100nm. Com as simulações iniciais, os transistores com Wfin=220nm apresentaram um valor da tensão de limiar bem próximo dos demais Wfin. Para explorar o porquê de os dispositivos experimentais apresentarem um deslocamento no VT, foi analisada a condução pela segunda interface, onde, com as simulações com cargas fixas na segunda interface, a curva IDSXVGS simulada ficou próxima da experimental, explicando a redução de VT para Wfin=220nm. Com as simulações com cargas fixas na primeira e segunda interfaces, foi possível notar uma imunidade na inclinação de sublimiar ao adicionar essas cargas, que ocorre devido à pequena altura da região ativa de silício (hfin=10nm) que promove um forte acoplamento entre as interfaces. A largura de canal afetou significativamente os valores de DIBL para Ls menores que 100nm, pois, como o campo elétrico é proporcional à área, os transistores com L pequeno e W grande sofrem forte influência desse campo, resultando em um aumento de VT quando em saturação.
- Imprenta:
- Data da defesa: 05.02.2018
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ABNT
SILVA, Vanessa Cristina Pereira da. Estudo da região de sublimiar de transistores SOI avançados. 2018. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-11042018-091600/. Acesso em: 08 maio 2024. -
APA
Silva, V. C. P. da. (2018). Estudo da região de sublimiar de transistores SOI avançados (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-11042018-091600/ -
NLM
Silva VCP da. Estudo da região de sublimiar de transistores SOI avançados [Internet]. 2018 ;[citado 2024 maio 08 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-11042018-091600/ -
Vancouver
Silva VCP da. Estudo da região de sublimiar de transistores SOI avançados [Internet]. 2018 ;[citado 2024 maio 08 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-11042018-091600/
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