Modelo analítico de resistência parasitária para FINFETS de porta dupla - Pereira, Arianne Soares do Nascimento (2012)
Com o intuito de acompanhar a demanda cada vez maior de tecnologias de circuitos integrados que permitam a redução das dimensões dos transistores além dos limites físicos dos transistores de porta única, surgiram como alternativa os dispositivos de múltiplas portas. O FinFET é um exemplo desses dispositivos que tem sido muito estudado por apresentar maior imunidade aos efeitos de canal curto. Porém, a alta resistência parasitária imposta pelas regiões de fonte e dreno nesses dispositivos tem se tornado uma limitação para a sua aplicação nas próximas gerações de circuitos integrados. Este trabalho apresenta um estudo da resistência parasitária em dispositivos FinFET de porta dupla e propõe dois modelos analíticos para estimar o valor desta resistência. O desenvolvimento de modelos analíticos fechados para a resistência parasitária é uma iniciativa importante para conhecer o seu comportamento e facilitar a predição do comportamento de novas tecnologias. Os modelos propostos neste trabalho foram desenvolvidos com base na distribuição do potencial elétrico e do comportamento da corrente observados através de simulações numéricas tridimensionais. O primeiro modelo considera uma geometria de contato retangular e o segundo propõe uma nova expressão para a resistência de contato utilizando o modelo de linhas de transmissão com impedância variável, proximada por uma exponencial, visando reproduzir melhor as geometrias de contato observadas em dispositivos experimentais. Foi feita a análise de sensibilidade dos modelos apresentados em relação às dimensões das regiões de fonte e dreno e à geometria de contato de fonte e dreno e, para as características analisadas, os modelos mostraram-se especialmente sensíveis à variação da largura da aleta e do comprimento de contato. Quando comparado aos dados de resistência parasitária extraídos de simulações tridimensionais, o modelo proposto para geometria de contato retangular apresentou erro percentual máximo de 6,4%, enquanto o erro percentual máximo do modelo anterior da literatura foi 26,8%. O modelo proposto para geometria de contato exponencial apresentou erro percentual máximo de 4,9% quando comparado às simulações com contato exponencial e 8,7% quando comparado às simulações com contato trapezoidal. Quando comparado com dados experimentais de resistência parasitária obtidos da literatura, os modelos propostos apresentaram erro percentual médio de 9,2% para o contato exponencial e 16,6% para o contato retangular. Para o mesmo dispositivo, o modelo da literatura apresentou erro percentual médio de 19,8%. Considera-se, portanto, que este trabalho contribuiu para o aprimoramento dos modelos de resistência parasitária em FinFETs.