Teses e Dissertações

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Análise do comportamento estático e dinâmico de inversores lógicos SOI MOSFET operando em altas temperaturas
(2010) Ribeiro, F. P.
Este trabalho apresenta estudos iniciais referentes ao comportamento de um inversor lógico SOI MOSFET operando desde a temperatura ambiente à temperatura de 300ºC. Os resultados apresentados neste trabalho foram obtidos através do simulador ATLAS e simulador SPICE ICAP4, onde foram analisados parâmetros como variação da temsão de limiar de um transistor, variação da tensão de saída pela tensão de entrada e corrente que flui pelo inversor. Todas as simulações levaram em consideração o efeito da elevação da temperatura de 27ºC à temperatura de 300ºC, tanto em análise do comportamento estático DC como no comportamento dinãmico AC. A evolução do estudo ocorre desde a apresentação da tecnologia SOI, assim como os efeitos causados pela elevação da temperatura em cada dispositivo. Logo em seguida são apresentados os cálculos para a construção do inversor lógico. Também são apresentados os efeitos causados pela alteração das dimensões geométricas dos canais dos dispositivos, obtendo-se assim o efeito causado pela elevação da temperatura de 27ºC a 300ºC. As simulações mostram que o inversor lógico apresenta comportamento diveros no que tange às curvas de transferência estática de tensão e corrente que flui pelo inversor para cada comprimento de canal dos transistores que o formam. Curvas de tensão de saída pela tensão de entrada foram obtidas para diversas relações de comprimentos de canal assim como a curva da corrente que atravessa o inversor. Também foram efetuados estudos sobre o comportamento do inversor em tensão alternada variando-se as dimensões dos dispositivos, temperatura e frequência de operação. a partir dos resultados obtidos, verificou-se que a elevação da temperatura tem grande efeito no funcionamento de um transistor pois afeta diretamente o valor da tensão de limiar, tensão de inversão e a corrente que flui pelo mesmo, consequentemente afetando o funcionamento do inversor lógico.
Avaliação do comportamento elétrico de capacitores MOS em altas temperaturas
(2008) Ziliotto, A. P. B.
Este trabalho apresenta o estudo do comportamento do capacitor da tecnologia MOS por meio da análise da curva característica da capacitância em função da tensão de polarização aplicada à porta do dispositivo, operando em alta freqüência e exposto a temperaturas de até 300ºC. É feita a variação de algumas características físicas do capacitor MOS, como concentração de dopantes que compõe o substrato do dispositivo, o tipo do material de porta e de substrato, com o objetivo de verificar os efeitos provocados em sua curva característica C-V e analisar as tendências de comportamento resultantes na região de inversão do capacitor, quando operando em altas temperaturas. Os resultados obtidos por meio de simulações numéricas bidimensionais demonstram a importância da escolha cuidadosa dos materiais e dopagens utilizados em cada região da estrutura MOS para que a mesma seja apropriada para operar em temperaturas elevadas sem que haja a degeneração de suas características elétricas, principalmente na região de inversão operando em alta freqüência. Apresentamos ainda resultados experimentais que confirmam as tendências observadas no comportamento do capacitor MOS em altas temperaturas obtidas através das simulações numéricas, possibilitando a explicação dos efeitos físicos que surgem neste tipo de estrutura quando submetida a temperaturas na faixa de 27ºC a 300ºC, como é o caso do estreitamento da faixa proibida e aumento significativo da concentração intrínseca do substrato de silício que influi diretamente no valor total da capacitância medida na região de inversão da estrutura MOS estudada.
Estudo comparativo do comportamento da corrente de fuga em transistor SOI MOSFET convencional e de porta dupla operando em altas temperaturas
(2008) Gutierrez, A. B.
Este trabalho apresenta estudo referentes ao comportamento da corrente de fuga do dreno para o transistor SOI MOSFET de porta dupla (pd) em comparação com transistor SOI MOSFET convencional (pc), operando desde a temperatura ambiente até 350 C. Os resultados obtidos neste trabalho foram realizados através do simulador ATLAS, utilizando a simulação bidimensional, onde foram analisados os seguintes parâmetros que serviram para o estudo da corrente de fuga do dreno: a influência da variação da espessura do filme de silício (tsi) na corrente de fuga, a influência do comprimento do canal (L) do transistor na corrente de fuga, a influência da variação da tensão de dreno (Vds) para a corrente de fuga, estudo das densidades da corrente e a sua composição (elétrons e lacunas) em função das variações mencionadas anteriormente ao longo do filme de silício de cada uma das estruturas aplicadas, o estudo da corrente de fuga variando a polarização do substrato para o transistor SOI nMOSFET convencioanl e a variação da polarização de uma das portas do SOI nMOSFET porta dupla mantendo a outra corrente
Estudo do comportamento da corrente de fuga do dreno do transistor SOI NMOSFET de canal delta operando em altas temperaturas
(2012) Correia, M. M.
Este estudo apresenta a investigação do comportamento da corrente de fuga do dreno em transistores tipo SOI nMOSFET canal delta (canal triangular) em função das dimensões geométricas do canal, isto é, comprimento de canal (0,1?m ? L ? 1?m) e do ângulo interno (30º ? ? ? 90º) da estrutura formada pelo canal triangular, no comportamento da corrente de fuga do dreno (IDleak) destes dispositivos, quando operando, desde a temperatura ambiente (T) de 27ºC até 300ºC. Através de simulações numéricas tridimensionais (3D), realizadas com o simulador numérico bidimensional e tridimensional de dispositivos ATLAS, observou-se, para os dispositivos estudados, que IDleak é composta majoritariamente por elétrons, sendo que a intensidade de elétrons em IDleak é cerca de três ordens de grandeza maior em relação aos níveis de intensidade de lacunas. Este comportamento foi observado em todos os dispositivos analisados. Além disto, para menores valores de L observa-se maiores valores de IDleak, nas mesmas condições de temperatura e polarização. Porém, menores ângulos ?, resultam em menores níveis de IDleak, para dispositivos operando nas mesmas condições de polarização e temperatura. Através das análises pode-se concluir que ao comparar dois dispositivos com L distintos, considerando-se IDleak, nota-se que quanto menor o comprimento de canal mais crítico torna-se o fator do ângulo ? na intensidade da corrente de fuga do dreno no transistor. Os dados analisados para dispositivos com L=0,1?m mostram que, para dispositivos a temperatura ambiente, IDleak é cerca de 6 ordens de grandeza mais alto no dispositivo com ?=90º, em relação ao dispositivo com ?=30º. Já para os mesmos dispositivos operando a T=300ºC, IDleak é cerca de 1 ordem de grandeza maior no dispositivo com ?=90º
Estudo do comportamento da corrente de fuga em transistores de portas circulares SOI MOSFET operando em altas temperaturas
(2008) Almeida, L. M.
Neste trabalho é apresentado um estudo da corrente de fuga em dispositivos SOI MOSFETs operando em altas temperaturas em duas estruturas geométricas: de porta retangular e de porta circular (CG). Estas estruturas são implementadas na tecnologia SOI nMOSFET parcialmente depletada, as quais serão submetidas a operarem desde a temperatura ambiente (300 K) até 573 K. O dispositivo de porta circular é assim denominado devido a toda sua estrutura possuir uma forma circular, que por sua vez, apresenta uma assimetria entre os terminais de dreno e fonte. Desta maneira, é possível utilizar duas combinações possíveis para a polarização. Para o desenvolvimento deste trabalho, uma série de simulações numéricas forma executadas para obtenção das características corrente de dreno (Ids) em função da tensão da porta (Vgs), através das quais comparamos so comportamentos dos transistores SOI MOSFET de porta retangular e os de porta circular. Como conseqüência destas simulações, forma investigados o comportamento da corrente de fuga do dreno e suas respctivas componentes em função da variação do comprimento de canal (Ifuga x L). em todos os resultados obtidos, sem exceção, foram constatadas ocorrências de dois fenômenos: dispositvos com comprimentos de canal menores (L) apresentam correntes de fuga maiores, e o CG SOI MOSFET pode apresentar comportamentos diferentes dependendo da configuração de sua polarização devido à sua assimetria. Portanto, com a intenção de investigar os motivos de ocorrerem esses fenômenos, foram avaliados os comportamentos da densidade da corrente de fuga em função da espessura do filme de silício (Jfuga x tsi) e também, a intensidade de campo elétrico do dreno em função da espessura do filme de silício (E x tsi)
Estudo do comportamento das correntes de fuga do dreno do Diamante SOI nMOSFET em altas temperaturas
(2012) Carvalho, Daniel Belo de
A influência das altas temperaturas no comportamento da corrente de fuga do dreno em transistores Cynthia SOI NMosfets
(2012) Swerts, Alysson Augusto Silva
Neste trabalho de mestrado foi realizada a investigacao do comportamento da corrente de fuga do dreno (IDLEAK) em dispositivos Cynthia SOI nMOSFETs operando em altas temperaturas, atraves de simulacoes numericas tridimensionais, atraves da variacao das dimensoes geometricas como o comprimento do canal (L) e o diametro do canal (D), por se tratar de um dispositivo com secao transversal circular. Para o desenvolvimento desta investigacao, assumiu-se o valor de entre D=50nm e 150nm e o comprimento do canal de L=100nm ate 1 Êm. Os dispositivos avaliados tem ainda a largura da fonte/dreno de Ldreno=25nm ou Lfonte=25nm, bem como, os contatos definidos como Lmetal=25nm para as seguintes espessuras: oxido de porta toxido=2nm e porta tporta=5nm. As concentracoes de dopagem do silicio sao consideradas NA=5.5x1017cm-3 para o canal e as regioes de dreno e fonte foram dopadas com ND=1x1020cm-3. Os materiais de contatos foram considerados em aluminio tanto para a porta, como para os contatos de fonte e dreno. Para a extracao de IDLEAK foi necessario obter inicialmente a curva da corrente de dreno (IDS) em funcao da tensao de porta (VGS), para todos os dispositivos estudados com a tensao de dreno/fonte VDS=100mV, para toda a faixa de temperatura avaliada. Apos uma analise criteriosa das caracteristicas IDSxVGS, estipulou-se que IDLEAK deve ser extraido para VGS =-0.5V para toda a faixa de temperatura avaliada, regiao esta denominada de regiao de fuga, pois nesta condicao de operacao IDS e praticamente constante e independente da temperatura de operacao. Alem disto, tambem foi notado que, quando o diametro ou comprimento de canal tornam-se menor, IDLEAK permanece composta principalmente por eletrons, com IDLEAK mais intenso para L menores e D maiores; e menor intensidade para D menores e L maiores. IDLEAK flui principalmente na regiao intermediaria do canal do transistor, independentemente da temperatura de operacao, bem como do comprimento e diametro do canal. O aumento observado em IDLEAK foi detectado devido ao aumento da temperatura de operacao, aumento das areas de juncao de fonte e dreno e tambem pela reducao do comprimento de canal dos dispositivos avaliados ao longo deste trabalho.
Influência das dimensões geométricas no comportamento da corrente de fuga em dispositivos SOI nMOSFETs de múltiplas portas em altas temperaturas
(2010) Giroldo Jr, J.
Neste trabalho foi avaliado o comportamento da corrente de fuga do dreno (IDLeak) em transistores de multiplas portas (MuGFET) canal N na tecnologia de Silicio sobre Isolante (SOI), operando desde a temperatura ambiente (27 C) ate 300C. Foram realizadas simulacoes numericas tridimensionais em dispositivos de duas, tres e quatro portas , com o objetivo de investigar o comportamento de IDLeak, a sua composicao de portadores (eletrons e lacunas), e a sua distribuicao pelo filme de silicio que compoe a regiao do canal dos dispositivos. Alem da variacao de temperatura, tambem foi avaliado o comportamento destes dispositivos com relacao a variacao de suas dimensoes geometricas, sendo que o comprimento de canal (L) foi variado desde 100 nm ate 1 Êm, a largura do dispositivo (WFIN) e a altura (HFIN) assumiram valores entre 30 e 240 nm. Com os resultados destas simulacoes foram levantadas as curvas caracteristicas da corrente de dreno (IDS) em funcao da tensao de porta (VGS), o que permitiu a extracao de IDLeak. Tambem foram realizados estudos na estrutura de cada um dos dispositivos polarizados na regiao de corte, onde foram extraidas as densidades (eletrons, lacunas e total) de IDLeak. Como esperado, foi observado que IDLeak e fortemente dependente da variacao da temperatura e da area das juncoes (fonte-canal e dreno-canal), assumindo valores entre 10-20A e 10-10A com o aumento da area das juncoes e conforme a temperatura e elevada. Tambem foi observado que IDLeak assume valores entre 10-10A e 10-6A com a reducao de L, independente da estrutura analisada. Em todos os dispositivos avaliados foi verificado que IDLeak e majoritariamente composta por eletrons e que circula principalmente na regiao mediana do filme de silicio que compoe o canal do dispositivo. Comparando os dispositivos de duas, tres e quatro portas quando operam nas mesmas condicoes de polarizacao e na mesma faixa de temperatura, foi notado que IDLeak assume menores valores em dispositivos com maior numero de portas.

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