NBTI em transistores sem junções fabricados na tecnologia SOI

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Graziano Júnior, N.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: transistores MOS sem junções JNTs; degradação por NBTI; densidade de armadilhas Nit; variação da temperatura
• Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/4517; https://doi.org/10.31414/EE.2022.T.131446

Aqui apresenta-se o estudo do efeito Negative Bias Temperature Instability (NBTI) em dispositivos Junctionless Nanowire Transistors (JNTs). Primordialmente, dispositivos JNTs se diferem de dispositivos implementados em tecnologia metal óxido semicondutor (MOS) modo inversão convencionais ou mesmo de dispositivos modo inversão implementados em tecnologia Silicon-On-Insulator (SOI) mais notoriamente, por apresentarem o mesmo tipo de dopagem para canal, fonte e dreno. É de se destacar que essa concepção implique em diversas diferenças entre o funcionamento de dispositivos experimentais JNTs em comparação ás tecnologias mais presentes no mercado. Esse diferencial redunda em um comportamento ímpar quando se aborda a degradação pelo efeito NBTI. Tal efeito é decorrente da existência de átomos de hidrogênio dispersos na interface entre o óxido de porta e o silício do canal. A consequência mais relevante do NBTI consiste no deslocamento da tensão de limiar (VTH) dos dispositivos ao longo do tempo. Para elucidar o mecanismo de ação do efeito NBTI, empreenderam-se diversos estudos de parâmetros que se relacionam a este fenômeno. Insta citar a variação do comprimento no canal, o campo elétrico, a densidade de armadilhas de interface, densidade de lacunas, potencial de superfície, temperatura, entre outros, e como estes se relacionam. Ainda foi considerado o aspecto característico com que a corrente flui pelo canal dos dispositivos JNTs, ou seja, a maior parte flui pelo centro do canal. A premissa que valida o aprofundamento do estudo do efeito NBTI em dispositivos JNTs, vem de trabalho anterior, que demonstrou que dispositivos JNTs apresentam menor degradação NBTI que dispositivos FinFET com características semelhantes. Os resultados colhidos, demonstram de forma bastante incisiva que dispositivos JNTs operando em depleção parcial estão menos sujeitos ao NBTI. Os dados obtidos, também apontam que o campo elétrico vertical que em dispositivos mais comuns, impactam de maneira bastante direta o NBTI, já em dispositivos JNTs, essa relação depende do regime de operação. Ainda é possível afirmar que a qualidade do óxido de porta que se reflete na densidade de armadilhas de interface, é bastante significativa para o NBTI. Por outro lado, a variação da temperatura, tem importância relativamente menor, e em certas condições, vem até a mitigar esse efeito deletério. Há ainda, diversos aspectos e variáveis aqui estudados que incidem na maneira que o NBTI influencia o comportamento dos dispositivos JNTs, Essas particularidades e suas implicações, faz com que essa pesquisa resulte em uma tese com características interessantes