Estudo do casamento entre MOSFETs implementados com geometrias de porta não convencionais em ambientes de radiações de raios X

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Peruzzi, V. V.
• Orientador(a): Gimenez, S. P.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: transistor de efeito de campo de metal-óxido semicondutor
• Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/3216; https://doi.org/10.31414/EE.2020.T.131323

Esta tese de doutorado ilustra os estudos das variabilidades e dos descasamentos entre dispositivos dos MOSFET do tipo "N" (nMOSFETs) de geometria de porta hexagonal (DnM), octogonal (OnM) e retangular (CnM), considerando-se quatro tipos diferentes de polarizações destes nMOSFETs durante o procedimento das radiações ionizantes de raios-X: I- sem polarização elétrica ou com todos os terminais (fonte, porta, dreno e substrato) em aberto (Floating); II- com polarização elétrica dos dispositivos na condição de operação de estadoligado ou “chave-fechada” (On-state); III- com polarização dos dispositivos na condição de operação analógica ou operando como amplificador (Analog); IV- com polarização dos dispositivos na condição de operação de estado-desligado ou “chave-aberta” (Off-state). Considerando-se a polarização Floating, durante o procedimento das radiações ionizantes de raios-X, verificou-se que os DnMs com um ângulo a de 90° reduzem o descasamento entre dispositivos de 40,7 % para a tensão de limiar (VTH) e de 56,8 % para a inclinação de sublimiar (SS), respectivamente, em comparação aos valores encontrados nos CnMs equivalentes. Considerando-se a polarização On-state durante o procedimento das radiações ionizantes de raios-X, observa-se que os OnMs com um ângulo a de 90° e fator “c” de 50% melhoram o casamento entre dispositivos de 57,4% para a VTH e de 54,9% para a SS em comparação àqueles encontrados nos CnMs equivalentes. Nas condições Analog e Off-state durante o procedimento das radiações ionizantes de raios-X, os DnMs e OnMs mostraram um melhor casamento entre dispositivos em comparação aos obtidos com os CnMs equivalentes e com um nível de acerto de 95%. Durante o procedimento das radiações ionizantes de raios-X no modo Floating, a máxima dose total ionizante (TID) utilizada foi da ordem de até 4,5 Mrad. Ademais, durante os procedimentos das radiações ionizantes de raios-X nos modos On-State, Off-State e Analog, as máximas TIDs utilizadas foram de 200 krad para os modos On-State e Analog e 20 krad para o modo Off-State. Portanto, os estilos de leiaute dos tipos Diamante e Octo, podem ser considerados como estratégias alternativas de leiaute para a implementação de MOSFETs a fim de potencializar suas tolerâncias às radiações ionizantes de raios–X, visando às aplicações em circuitos integrados (CIs) implementados com a tecnologia de fabricação do tipo Metal-ÓxidoSemicondutor Complementar (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS).