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Estudo comparativo do efeito de autoaquecimento em transistores FinFET e SOI UTBB (2018)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: MORI, CARLOS AUGUSTO BERGFELD - EP
  • USP Schools: EP
  • Sigla do Departamento: PSI
  • Subjects: MICROELETRÔNICA; TRANSISTORES
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: Devido às dimensões cada vez mais reduzidas dos transistores e a utilização de novos materiais com baixa condutividade térmica, o desempenho de transistores avançados é afetado pelo autoaquecimento. Dispositivos sob os efeitos de autoaquecimento sofrem um aumento da sua temperatura, fazendo com que a mobilidade seja reduzida, além de comprometer a confiabilidade e gerar atrasos de sinal, trazendo impactos na eficiência de circuitos analógicos, bem como afetando o desempenho de circuitos digitais. Apesar da relevância do fenômeno, muitos estudos não o levam em consideração devido à dificuldade de sua verificação, uma vez que os métodos utilizados para transistores avançados requerem estruturas ou equipamentos especiais, que são raramente disponíveis. Dessa forma, três novas técnicas são desenvolvidas neste trabalho com o objetivo de viabilizar o estudo do efeito utilizando estruturas convencionais e medidas em corrente contínua: (i) a condutância de saída média; (ii) o método da assinatura na eficiência do transistor; (iii) a estimativa da resistência térmica utilizando somente medidas em corrente contínua. Os dois primeiros métodos são focados em uma análise qualitativa do autoaquecimento, permitindo uma verificação preliminar eficiente da presença e relevância do efeito, enquanto o terceiro método permite a extração da resistência térmica a partir do inverso da eficiência do transistor utilizando um processo iterativo, consequentemente possibilitando a obtenção do aumento da temperatura do canal devido ao autoaquecimento, com boa precisão e maior simplicidade em relação aos métodos disponíveis na literatura (com erro máximo menor que 6% para transistores de múltiplas portas em relação ao método de medidas pulsadas). Com essas técnicas, são feitas comparações da elevação de temperatura do canalentre transistores de múltiplas portas (também chamados de FinFET ou transistores 3D) e transistores de silício sobre isolante com camada de silício e óxido enterrado extremamente finos (SOI UTBB), usando simulações tridimensionais para obter condições similares de potência. Em dispositivos com menores comprimentos de canal, os FinFETs apresentaram temperaturas cerca de 60 K acima dos UTBBs.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 09.02.2018
  • Acesso online ao documento

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    • ABNT

      MORI, Carlos Augusto Bergfeld; MARTINO, João Antonio. Estudo comparativo do efeito de autoaquecimento em transistores FinFET e SOI UTBB. 2018.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2018. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-04052018-103903/pt-br.php >.
    • APA

      Mori, C. A. B., & Martino, J. A. (2018). Estudo comparativo do efeito de autoaquecimento em transistores FinFET e SOI UTBB. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-04052018-103903/pt-br.php
    • NLM

      Mori CAB, Martino JA. Estudo comparativo do efeito de autoaquecimento em transistores FinFET e SOI UTBB [Internet]. 2018 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-04052018-103903/pt-br.php
    • Vancouver

      Mori CAB, Martino JA. Estudo comparativo do efeito de autoaquecimento em transistores FinFET e SOI UTBB [Internet]. 2018 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-04052018-103903/pt-br.php

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