Efeitos da operação em altas temperaturas sobre as propriedades elétricas de nanofios transistores MOS de diferentes tecnologias

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Prates, Rhaycen Rodrigues
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: Nanofios transistores; MOSFET; Transistores
• Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/4782; https://doi.org/10.31414/EE.2023.D.131619

Este trabalho tem como objetivo comparar as propriedades elétricas de dois tipos de nanofios transistores MOS em temperaturas de operação de 300 K a 580K. Serão comparados os nanofios transistores de modo inversão (IM) e sem junções (juncionless-JNT) de porta tripla, tipo “n”, com diferentes larguras de fin e mesma tecnologia de fabricação. As comparações e análises do comportamento dos dispositivos foram realizadas através da extração de parâmetros elétricos de medidas experimentais, através de simulações numéricas tridimensionais e do estudo dos modelos físicos que descrevem as grandezas fundamentais dos transistores estudados. Com as análises realizadas, foi demonstrado que os nanofios transistores sem junções apresentaram uma variação da tensão de limiar com a temperatura 17%menos do que a dos nanofios transistores de modo inversão com dimensões similares. Os nanofios transistores modo inversão apresentaram razão entre a corrente de sublimiar em 580 K e 300K, 40% menor para o dispositivo mais largo do que os nanofios transistores sem junções, evidenciando uma menor variação da corrente de sublimiar com a temperatura. O inverso da inclinação de sublimiar de ambos os dispositivos se manteve próximo ao valor ideal em todas as temperaturas, o que indica que os nanofios estudados não sofrem de efeitos de canal curto, a mobilidade, a transcondutância máxima e a corrente de condução dos nanofios transistores modo inversão possuem maiores valores do que as dos nanofios, transistores sem junções em todas as temperaturas. Entretanto, a variação destes parâmetros com a temperatura é menor nos nanofios transistores sem junções cuja variação da transcondutância máxima com a temperatura é de 75% menor e a variação da corrente de condução com a temperatura é 77% menor do que a dos nanofios transistores de modo inversão. A principal conclusão obtida é que os transistores de modo inversão possuem melhor desempenho elétrico em temperatura ambiente com corrente de condução e transcondutância máxima aproximadamente 3 vezes maiores e valor de mobilidade de baixo campo aproximadamente 2 duas vezes maior do que os nanofios transistores sem junções para WFIN de 10nm, enquanto os nanofios transistores sem junções apresentam uma maior estabilidade térmica de seus parâmetros elétricos na faixa de temperaturas estudada.