Avaliação do MOSFET UTBB FD-SOI com SELBOX em configuração DTMOS

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Silva, Jeveson Cardozo da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Sistemas eletrônicos; Tecnologia de silício sobre isolante; Transistores; Metal oxide semiconductors; Silicon-on-insulator technology
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/194530

O objetivo principal deste trabalho é o estudo de transistores SOI (Silicon On Insulator) UTBB (Ultra-thin Body and Buried oxide) de canal tipo-n com SELBOX (SELective Buried OXide) em configuração DTMOS (Dynamic Threshold-Voltage MOSFET). A estrutura SELBOX consiste em introduzir uma camada de óxido de silício em regiões selecionadas abaixo dos terminais fonte e dreno, e não continuamente como nos dispositivos SOI. Dessa forma, a estrutura apresenta uma janela/espaçamento (GAP) de acesso à região ativa de silício onde se forma o canal de condução de corrente. Ao conectar-se os terminais de porta e substrato, o potencial de porta é aplicado a região ativa de silício através da janela (GAP) e a região de óxido enterrado, essa configuração (DTMOS) permite aprimoramento para tensão de porta menor que 0,7V. Para analisar do transistor UTBB com SELBOX em configuração DTMOS, foram realizadas simulações numéricas, modeladas e calibradas através de caracterizações elétricas obtidas de dispositivos reais fabricados pelo imec (Interuniversity Microelectronics Center) em Leuven na Bélgica. A corrente de dreno, a transcondutância, a tensão de limiar e parâmetros analógicos foram analisadas e comparados ao UTBB convencional, para tensão entre dreno e fonte de 1,5V (VDS=1,5V). Primeiramente foi investigado o comportamento das curvas de transferência para diferentes espessuras do óxido enterrado e adicionalmente foram estudados o comportamento das curvas de transferência para diferentes larguras de espaçamento (WGAP) entre o óxido enterrado seletivo. Para variação da espessura do óxido enterrado, os resultados mostraram que a corrente de dreno e tensão de limiar não sofreram mudanças relevantes quando comparadas ao UTBB convencional. No entanto, para variação do espaçamento entre o óxido enterrado seletivo, os resultados mostraram ganhos na corrente de dreno e nos parâmetros analógicos. Porém, à medida que o espaçamento foi aumento, verificou-se a redução da tensão de limiar e o aumento da corrente de porta. Os dispositivos estudados, quando comparados ao UTBB convencional, apresentaram melhores valores de transcondutância, de corrente de dreno e de corrente de porta para WGAP=10 nm. Este estudo mostrou que o dispositivo UTBB usado como plataforma para avaliar a estrutura SELBOX em configuração DTMOS apresentou ganhos significativos em termos de corrente de dreno e de parâmetros analógicos.