Avaliação do desempenho do transistor MOS sem junções configurado como Nanofio ou FINFET

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Ribeiro, T. A.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Transistores
• Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/3136

Esse trabalho estuda como as diferentes configurações de porta dos transistores MOS sem junções afetam suas características elétricas. Foram realizadas medidas em amostras experimentais com transistores MOS sem junções variando a largura da aleta de silício, assim como simulações numéricas tridimensionais, que foram calibradas com os resultados experimentais, utilizando os modelos que melhor se aplica a física dos dispositivos MOS sem junções. Com as simulações tridimensionais ajustadas para a largura da aleta de silício, foi feito um estudo em função da altura da aleta do silício sobre suas características elétricas. Esses transistores podem ser configurados ou como nanofios ou como FinFETs dependendo da altura da aleta de silício. Foi obtido que transistores FinFETs MOS sem junções (altura maior que a largura da aleta de silício), tem suas melhores características elétricas para dispositivos de canal longo com largura da aleta estreita e com altura da aleta com valores maiores que 30 nm. Para os nanofios (altura e largura da aleta de silício similares) transistores MOS sem junções o melhor potencial pode ser observado com a diminuição do comprimento do canal, com largura e altura da aleta de silício estreitos (por volta de 10 nm). A mobilidade dos dispositivos experimentais analisada pelo método do Split-CV, obtendo a mobilidade efetiva dos transistores. Foi obtido que para uma diminuição na largura da aleta de silício a mobilidade aumenta, devido a redução do espalhamento por impurezas ionizadas. Foram também realizadas medidas em função da alta temperatura nos transistores MOS sem junções com nanofios de porta tripla a dispositivos quase planares na faixa de 300 K a 500 K. Foi analisado ela mobilidade efetiva os efeitos dos tipos de espalhamento dos portadores em função da largura da aleta de silício experimentalmente e via simulações. Foi visto que transistores quase planares sofrem menos com o efeito de espalhamento por fônons comparado aos nanofios, sendo que este último tem uma maior influência da rugosidade de superfície. Comparando os expoentes da temperatura pode-se observar que os transistores MOS sem junções sofrem mais com o efeito do espalhamento porfônons do que com efeito Coulomb em transistores com aleta de sílico estreita. Dessa forma os dispositivos com largura da aleta estreitas possuem uma maior variação da mobilidade com a temperatura comparado aos dispositivos quase planares