Efeito da tensão mecânica biaxial em transistores SOI totalmente depletados em função da temperatura

• Autor(a) principal: Souza, Felipe Neves
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI
• Texto Completo: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/508
• topic: Transistor de efeito de campo de metal-óxido semicondutor; Transistores

Neste trabalho é apresentado um estudo dos efeitos da tensão mecânica biaxial associada à redução de temperatura nas características elétricas de transistores SOI MOSFETs com tecnologia planar de porta única. A atenção será dedicada às características analógicas dos transistores, tais como tensão de limiar, inclinação de sublimiar, transcondutância e condutância de dreno. As estruturas foram eradas através do editor de estruturas Sentaurus Structure Editor e, posteriormente, foram realizadas imulações numéricas bidimensionais com o programa Sentaurus Device. Para a realização destas simulações foi necessário escolher e ajustar um conjunto de modelos que englobassem todos os fenômenos físicos envolvidos no funcionamento destes transistores, como o efeito do campo elétrico, ionização ncompleta dos portadores, ionização por impacto, estreitamento da faixa proibida, os efeitos da redução de mperatura na mobilidade dos portadores, entre outros. Os ajustes de modelo foram realizados de forma empírica, tendo como referência medidas experimentais. Foram obtidas as curvas de corrente de dreno em função da tensão aplicada à porta para transistores SOI convencionais e SOI tensionados biaxialmente, com comprimento de canal variando de 65 nm a 1 Fm e temperatura variando de 60 K a 300 K. A partir destas curvas foram extraídos parâmetros elétricos, como a tensão de limiar, transcondutância máxima, inclinação de sublimiar, condutância de dreno, ganho intrínseco de tensão e realizadas comparações entre os transistores SOI tensionados e convencionais, sendo este último usado como referência. Os resultados obtidos através de simulações foram comparados com resultados experimentais. A tensão mecânica apresentou uma elevação significativa da transcondutância máxima para os transistores SOI com canal tensionado em relação aos transistores SOI convencionais, indicando um aumento da mobilidade dos portadores. Os mais altos ganhos foram observados para os maiores comprimentos de canal, atingindo cerca de 75% para transistores tensionados com canal de 1 Fm operando em temperatura ambiente, aproximadamente 300 K, e chegando a quase 195% para temperatura de 100 K. Notou-se a redução da tensão de limiar com a aplicação da tensão mecânica. Não foram observadas alterações significativas na inclinação de sublimiar e nos parâmetros analógicos