Programa de Pós-Graduação de Mestrado e Doutorado em Engenharia Elétrica

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Navegando Programa de Pós-Graduação de Mestrado e Doutorado em Engenharia Elétrica por Assunto "Altas temperaturas"

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    Dissertação
    Estudo de SOI MOSFETs com estilos de leiaute não convencionais el altas temperaturas
    (2015) Galembeck, E. H. S.
    Neste trabalho, o impacto dos efeitos das altas temperaturas são experimentalmente investigado ao longo de uma grande faixa de temperatura (300 K a 573 K) considerando os estilos de leiaute hexagonal e octogonal usados para implementar Silicon-On-Insulator (SOI) Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) Field Effect Transistors (MOSFETs) intitulados de SOI MOSFET do tipo Diamante (Diamond SOI MOSFET, DSM) e SOI MOSFET do tipo OCTO (OCTO SOI MOSFET, OSM), respectivamente, em comparação aos seus respectivos SOI MOSFETs do tipo convencional equivalente (Conventional SOI MOSFET, CSM), ou seja, com estilo de leiaute de porta retangular. Os transistores foram fabricados no Laboratório de Microeletrônica da Universidade Católica de Louvain (Microelectronics Laboratory of the Université Catholique de Louvain - UCL) na Bélgica, usando a tecnologia Complementary MOS (CMOS) SOI totalmente depletado de 1 µm. Os resultados experimentais demonstram que os DSMs e os OSMs são capazes de manter ativo o efeito de canto longitudinal (Longitudinal Corner Effect -LCE) e o efeito de associação paralela de SOI MOSFETs com a mesma largura de canal e diferentes comprimentos de canal (PArallel Connection of Different Channel Lenghts Effects - PAMDLE) na sua estrutura em condições de altas temperaturas, mostrando excelentes resultados nos principais parâmetros analógicos e digitais em comparação aos seus respectivos CSMs equivalentes, como por exemplo: a corrente entre dreno e fonte (IDS), onde os ganhos podem chegar a 208% no caso do DSM e 179% para o OSM; para a razão da transcondutância (gm) em função de IDS (gm/IDS) em regime de inversão moderada o DSM apresentou ganhos de até 30% e para o OSM o ganho pode chegar a 24%, e a frequência de ganho de tensão unitário (fT) apresentou ganhos de até 157% e 175% para o DSM e o OSM, respectivamente. Além disso, o DSM e o OSM são capazes de reduzir a resistência de dreno de estado ligado (RON) em até 60% e 59%, respectivamente. E um importante resultado que o OSM apresentou, quando ele está submetido em altas temperaturas, foi a redução da corrente de fuga de dreno (ILEAK) em até 86% em relação ao seu CSM equivalente. Portanto, os estilos de leiaute hexagonal e octogonal podem ser considerados uma técnica alternativa para potencializar o desempenho elétrico dos SOI MOSFETs para operar em ambientes hostis de altas temperaturas, sem qualquer custo adicional para o atual e estabelecido processo de fabricação SOI CMOS de circuitos integrados (ou seja, apenas mudança de leiaute).
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    Dissertação
    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)
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    Dissertação
    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.