Estudo de SOI MOSFETs com estilos de leiaute não convencionais el altas temperaturas

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Galembeck, E. H. S.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: Transistor de efeito de campo de metal-óxido semicondutor-; Altas temperaturas
• Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/480

Neste trabalho, o impacto dos efeitos das altas temperaturas são experimentalmente investigado ao longo de uma grande faixa de temperatura (300 K a 573 K) considerando os estilos de leiaute hexagonal e octogonal usados para implementar Silicon-On-Insulator (SOI) Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) Field Effect Transistors (MOSFETs) intitulados de SOI MOSFET do tipo Diamante (Diamond SOI MOSFET, DSM) e SOI MOSFET do tipo OCTO (OCTO SOI MOSFET, OSM), respectivamente, em comparação aos seus respectivos SOI MOSFETs do tipo convencional equivalente (Conventional SOI MOSFET, CSM), ou seja, com estilo de leiaute de porta retangular. Os transistores foram fabricados no Laboratório de Microeletrônica da Universidade Católica de Louvain (Microelectronics Laboratory of the Université Catholique de Louvain - UCL) na Bélgica, usando a tecnologia Complementary MOS (CMOS) SOI totalmente depletado de 1 µm. Os resultados experimentais demonstram que os DSMs e os OSMs são capazes de manter ativo o efeito de canto longitudinal (Longitudinal Corner Effect -LCE) e o efeito de associação paralela de SOI MOSFETs com a mesma largura de canal e diferentes comprimentos de canal (PArallel Connection of Different Channel Lenghts Effects - PAMDLE) na sua estrutura em condições de altas temperaturas, mostrando excelentes resultados nos principais parâmetros analógicos e digitais em comparação aos seus respectivos CSMs equivalentes, como por exemplo: a corrente entre dreno e fonte (IDS), onde os ganhos podem chegar a 208% no caso do DSM e 179% para o OSM; para a razão da transcondutância (gm) em função de IDS (gm/IDS) em regime de inversão moderada o DSM apresentou ganhos de até 30% e para o OSM o ganho pode chegar a 24%, e a frequência de ganho de tensão unitário (fT) apresentou ganhos de até 157% e 175% para o DSM e o OSM, respectivamente. Além disso, o DSM e o OSM são capazes de reduzir a resistência de dreno de estado ligado (RON) em até 60% e 59%, respectivamente. E um importante resultado que o OSM apresentou, quando ele está submetido em altas temperaturas, foi a redução da corrente de fuga de dreno (ILEAK) em até 86% em relação ao seu CSM equivalente. Portanto, os estilos de leiaute hexagonal e octogonal podem ser considerados uma técnica alternativa para potencializar o desempenho elétrico dos SOI MOSFETs para operar em ambientes hostis de altas temperaturas, sem qualquer custo adicional para o atual e estabelecido processo de fabricação SOI CMOS de circuitos integrados (ou seja, apenas mudança de leiaute).