Estudo comparativo experimental entre o casamento do SOI nMOSFETs do tipo diamante do tipo diamante e dos seus respectivos convencionais equivalentes

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Peruzzi, V. V.
• 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
• Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/445

O MOSFET de geometria de porta hexagonal (estilo de leiaute do tipo Diamante) foi especialmente projetado com o objetivo de melhorar o desempenho elétrico desses transistores, em comparação ao transistor de geometria de porta convencional (retangular). Havia sido proposto inicialmente um modelo analítico para a corrente de dreno do MOSFET do tipo Diamante, que levava em consideração apenas o efeito de canto longitudinal (Longitudinal Corner Effect, LCE) e através deste trabalho de dissertação de mestrado foi desenvolvida uma nova versão para esse modelo, que é mais precisa, e que leva em consideração o efeito da associação paralela de SOI nMOSFETs com diferentes comprimentos de canais (Parallel Association of SOI nMOSFETs with Different Channel Lenghts Effect, PAMDLE). O efeito PAMDLE tem a capacidade de reduzir o comprimento efetivo de canal de um MOSFET do tipo Diamante em relação ao seu equivalente convencional, considerando que ambos apresentam a mesma área de porta. Além disso, este novo modelo analítico para a corrente de dreno tem a capacidade de predizer o comportamento elétrico do SOI MOSFET do tipo Diamante em relação ao comportamento do seu equivalente convencional, com um erro máximo inferior a 10% para a maioria dos parâmetros estudados nesse trabalho. Adicionalmente, como foco principal deste trabalho, foi realizado o estudo comparativo experimental do casamento entre os SOI nMOSFETs do tipo Diamante e os Convencionais equivalentes, decorrente da variação do processo de fabricação CMOS de circuitos integrados (CIs), considerando-se a mesma área de porta e as mesmas condições de polarização. Observou-se que os SOI nMOSFET do tipo Diamante com ângulos a iguais a 53,1°, 90°, 126,9° e 143,1° conseguem produzir sempre os melhores casamentos entre dispositivos em relação aqueles observados nos SOI nMOSFETs Convencionais equivalentes, em média um melhor casamento em torno de 30,1%, 31,5%, 14,9% e 16,9%, respectivamente. Um outro trabalho realizado foi o estudo da predição dos valores médios dos parâmetros dos SOI nMOSFET do tipo Diamante através do modelo analítico que foi desenvolvido para o transistor do tipo Diamante, utilizando-se os dados experimentais dos SOI nMOSFETs Convencionais equivalentes, com o objetivo de fornecer informações sobre o comportamento do SOI nMOSFET do tipo Diamante aos projetistas de circuitos integrados, conhecendo-se somente os dados experimentais dos seus equivalentes convencionais. Pode-se verificar que, para todos os ângulos a da estrutura do tipo Diamante estudados, o modelo analítico da corrente de dreno é capaz de predizer os seus valores médios com um erro máximo de cerca de 9%. Neste trabalho também foi desenvolvida uma nova metodologia de validação para o modelo analítico proposto da corrente de dreno do MOSFET do tipo Diamante, que leva em consideração o LCE e o PAMDLE, através do uso dos testes estatísticos de Anderson - Darling e t-Student, respectivamente. Verificou-se que o modelo da corrente de dreno do SOI nMOSFET do tipo Diamante, que usa os dados experimentais dos SOI nMOSFETs do tipo Convencional, apresenta praticamente a mesma média que aquelas extraídas dos parâmetros elétricos dos SOI nMOSFETs do tipo Diamante para os ângulos a iguais a 53,1°, 90°, 126,9° e 143,1°, em 100% dos casos analisados.