Engenharia Elétrica
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Resultados da Pesquisa
- Influência do potencial de substrato sobre o ruído de baixa frequência de nanofios transistores MOS(2021) Molto, A. R.Este trabalho tem por objetivo estudar pela primeira vez o efeito da polarização de substrato sobre o ruído de baixa frequência em nanofios transistores MOS, tipo N, totalmente depletados, implementados em tecnologia SOI. São estudados nanofios de canal único e múltiplos canais, por meio de resultados experimentais e simulações tridimensionais. Pretendese aqui aprofundar os conhecimentos obtidos até então na literatura e, pela primeira vez, analisar o comportamento do ruído de baixa frequência 1/f? aplicando-se tensões ao substrato. Os resultados obtidos consideraram dispositivos nanométricos, com diversas geometrias, operando na região triodo, com comprimentos de canal (200nm, 400nm, 1µm e 10µm) e larguras de canal (15nm, 20nm, 45nm, 65nm e 105nm). Nesses dispositivos, foram aplicadas polarizações de porta e de substrato com os transistores operando desde a região próxima do sublimiar até a inversão forte, a fim de se obter as curvas DC e de ruído. Os resultados obtidos mostraram que o ruído predominante nesses dispositivos é do tipo “flicker”, com decaimento proporcional a 1/f? em baixas frequências (f = 500Hz), e em frequências maiores (500Hz < f = 10KHz) ele é sobreposto pelo ruído de geração e recombinação, com o decaimento equivalente à 1/f2. A origem do ruído, considerando o substrato aterrado, se deve, predominantemente, a variação da quantidade (N) de portadores no canal devido ao armadilhamento e desarmadilhamento na interface Si/SiO2. Para maiores tensões de porta (VGT=200mV), observou-se a influência da variação da mobilidade no ruído. O expoente ?, que compõe o ruído 1/f variou de 0,7 a 1,25, mostrando a mudança do ponto de condução para os valores mais elevados de tensão de porta e polarizações de substrato aplicados. Foi observado também, o aumento do ruído com a diminuição da largura e comprimento do canal. A diminuição da área do dispositivo, promove a redução na taxa de geração e recombinação, aumentando o ruído. Foi observado o aumento do ruído nos dispositivos, tanto para tensões positivas de substrato quanto para tensões negativas aplicadas ao substrato. Isso ocorreu para as tensões de polarização onde a condução se aproximou das interfaces inferior e superior do canal, podendo ser observado com clareza nas curvas de densidade de elétrons em função da profundidade do canal. Essa maior proximidade com as interfaces agrava o ruído devido as armadilhas existentes nessas regiões
- Influência da temperatura no ruído de baixa frequência em transistores SOI de canal gradual (GC SOI) submicrométricos(2016) Molto, A. R.O ruído é uma perturbação indesejada que ocorre na tensão e corrente elétrica, proveniente de meios internos ou externos, fazendo com que elas oscilem aleatoriamente. O valor de amplitude que tal perturbação irá apresentar no espectro de frequências dependerá do projeto, tecnologia e do processo ao qual o transistor é submetido em sua construção. Por esse motivo, torna-se necessário e importante sua caracterização. Este trabalho tem como objetivo estudar a influência da temperatura no comportamento do ruído de baixa frequência em transistores SOI de Canal Gradual (Gradded Channel - GC) fabricados em tecnologia submicrométrica de 150nm pela OKI Semiconductors, como continuação à trabalhos anteriores. Os resultados contidos nesse trabalho foram obtidos através de medidas experimentais em temperatura ambiente e com a variação da temperatura (de 300K a 500K) em dispositivos GC SOI submicrométricos com diversos comprimentos de canal (L=240nm, 350nm, 500nm e 1µm), larguras de canal (W=40µm e 240µm), aplicando diversas polarizações de porta (VGT) e operando na região de triodo com VDS=50mV Nas medidas executadas em temperatura ambiente, foi possível observar que o ruído dominante em baixa frequência nos transistores GC SOI é o ruído flicker (1/f?), tendo sua origem devido a variação do número de portadores no canal (?n), com base em análises feitas na comparação das curvas normalizadas de ruído na corrente elétrica (SID/IDS 2) em função da correte de dreno (IDS) e (gm/IDS)2 em função de IDS. O fator gama (?) encontrado de 0,9 e 1,0, permitiu caracterizar que a captura e emissão de portadores responsáveis pela origem do ruído ocorre na região entre óxido de porta e canal. Nas curvas de SVG em função da frequência, foi observado que não houve a variação no ruído com o aumento da sobretensão de porta (VGT), reforçando a origem do ruído devido a ?n. Foram analisadas as curvas de SID em função do comprimento de canal (L) e verificado que SID aumenta com a diminuição de L. Nas curvas normalizadas de SID/IDS 2 em função de L, não foi notado aumento em SID/IDS 2, concluindo que o aumento de SID com a diminuição de L ocorre devido ao aumento da corrente de dreno IDS e não devido à diminuição de L nesses dispositivos. Foi calculada a densidade de armadilhas no óxido (Not), na interface (Nit) e o parâmetro empírico do processo (KF) utilizado em simulações SPICE. Nas medidas executadas em função da variação da temperatura, foi possível observar o aumento mento da temperatura e a sobreposição dos Lorentzians e seus “plateaus”, que compõem o ruído de Geração e Recombinação (GR) no ruído 1/f? em frequências mais altas, fazendo com que seja o ruído dominante nessas frequências. Tal sobreposição ocorreu pelo fato da variação da temperatura fazer com que ativassem novas armadilhas. As constantes de tempo (tGR) dessas novas armadilhas foram calculadas (0,3.10-4100mV o ruído está associado a variação do número de portadores (?n).