Estudo dos MOSFETs com estilo de leiaute do tipo elipsoidal

• Autor(a) principal: Correia, M. M.
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da FEI
• Texto Completo: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/281
• topic: Transistor de efeito de campo de metal-óxido semicondutor; Porta elipsoidal

O objetivo deste trabalho é realizar um estudo comparativo experimental e por simulação numérica tridimensional (3D) entre os transistores de efeito de campo do tipo Metal-Óxido-Semicondutor (Metal-Oxide-Semiconductor, MOS, Field Effect Transistor, MOSFET) com geometrias de porta do tipo Elipsoidal (EM) e do tipo convencional retangular (CM), considerando-se as mesmas larguras de canal (W), áreas de porta (AG) e condições de polarização (BC). Além disso, é proposto um modelo analítico para a corrente de dreno do EM. O EM é uma evolução do MOSFET do tipo Diamante (geometria de porta hexagonal) (DM) e do MOSFET do tipo OCTO (geometria de porta octogonal) (OM), o qual foi cuidadosamente projetado para usar os efeitos de canto longitudinal (Longitudinal Corne Effect, LCE) e o da associação paralela de MOSFETs com diferentes comprimentos de canais (PArallel Connection of MOSFETs with Different channel Lengths Effect, PAMDLE) para melhorar ainda mais o seu desempenho elétrico em relação aos DMs e OMs equivalentes, pois sua geometria de porta não apresenta cantos. Os dispositivos foram fabricados usando o processo MOS Complementar (CMOS) de circuitos integrados (CIs) comercial de 350 nm da ON-Semiconductor, via o programa educacional do MOSIS (MOSIS Educational Program, MEP). Este trabalho mostra experimentalmente que a estrutura com estilo de leiaute elipsoidal (Elipsoidal layout style, ELS) para MOSFETs prova ser capaz de aumentar notavelmente o desempenho elétrico dos MOSFETs em comparação aos dispositivos convencionais (de geometria de porta retangular), sem gerar qualquer custo adicional para os atuais processos de fabricação planares de CIs CMOS. Por exemplo, o EM é capaz de aumentar mais de 2 vezes a corrente de dreno de saturação e também é capaz de melhorar a resistência de estado ligado em cerca de 55% em relação ao seu respectivo CM equivalente, considerando as mesmas larguras de canal, áreas de porta AG e condições de polarização. Portanto, o MOSFET do tipo Elipsoidal pode ser considerado um dispositivo alternativo para potencializar significativamente o desempenho elétrico dos MOSFETs em comparação aos CMs equivalentes, focando-se principalmente nas aplicações de CIs CMOS analógicos.