Extração do comprimento efetivo de canal de transistores SOI MOS sem junções através das características de capacitância

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Santos, Marcelo Nascimento dos
• Orientador(a): Doria, R. T.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: Transistores MOS sem junções; Tecnologia SOI; Transistores sem junções; Comprimento efetivo de canal
• Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/5853; https://doi.org/10.31414/EE.2025.D.132246

Com a contínua redução do tamanho dos transistores MOS utilizados em circuitos eletrônicos, suas características elétricas passam a ser degradadas pelos chamados efeitos de canal curto (SCEs). Diversas tecnologias foram desenvolvidas visando proporcionar uma maior imunidade aos SCEs, como os transistores de múltiplas portas e a tecnologia silício-sobre-isolante (SOI), onde uma camada de isolante dielétrico separa a região ativa da lâmina do substrato. Ainda assim, para a fabricação de transistores de nós tecnológicos extremamente reduzidos (sub-20 nm) começam a apresentar outros gargalos como a formação das junções de fonte e dreno abruptas de modo a evitar a difusão de dopantes para o interior da região de canal. Por esta razão, um novo dispositivo, denominado Transistor Sem Junções (Junctionless Nanowire Transistor – JNT), foi proposto. Neste dispositivo, o tipo e a concentração de dopantes são os mesmos nas regiões de fonte, canal e dreno de modo que não são formadas junções PN. Diferentemente dos transistores convencionais que operam em regime de inversão, transistores sem junções operam em regime de depleção parcial/acumulação. Para tensão de porta igual a zero, toda a camada de silício na região de canal se encontra depletada e conforme se aumenta a tensão de porta, a região de depleção diminui, permitindo a formação de uma corrente de corpo. Devido à ausência de junções e ao modo de funcionamento, a região de depleção de canal que impede a condução em transistores sem junções polarizados em regime de subliminar se estende em direção às regiões de fonte e dreno. Logo, o comprimento efetivo do dispositivo é maior que o comprimento de máscara nesta condição de polarização, reduzindo a ocorrência de efeitos de canal curto. Entretanto, ainda existem diversas lacunas a respeito do comprimento efetivo de canal de transistores sem junções, como sua extração e os efeitos da polarização de dreno neste parâmetro. Assim, este projeto tem como objetivo estudar, através de simulações numéricas tridimensionais e caracterização elétrica experimental, os efeitos da polarização de dreno no comprimento efetivo de canal de transistores sem junções e propor um método para sua extração a partir das curvas de capacitância