Efeitos da orientação cristalográfica do canal em transistores com alta mobilidade de elétrons - Nogueira, Carlos Roberto [UNESP] (2023)
O presente trabalho visa estudar o desempenho de transistores de alta mobilidade eletrônica (HEMTs) formados a partir de uma heterojunção (AlGaN/GaN – Nitreto de Gálio e Alumínio/Nitreto de Gálio) com diferentes orientações de canal. Corrente de dreno (IDS), transcondutância (gm,), tensão de limiar (VTh), resistência (RT), inclinação de sublimiar (SS) e redução de barreira induzida por dreno (DIBL) serão analisadas. Figuras de mérito importantes, como a relação de transcondutância para corrente de dreno (gm/ID), condutância de saída (gD) e tensão Early (VEA), também serão verificadas. Neste estudo, serão analisados dispositivos com orientação de canal fixada em 0°, 90° e 45°, fabricados em substrato de silício de alta resistividade (HR – Si <111>). Ao reduzir o comprimento do canal (LG), houve alteração em todos os parâmetros do dispositivo (KAMMEUGNE, et al., 2021), devido ao efeito de canal curto que, além de promover uma redução na tensão limiar (VTh) quando o aparelho opera com valores baixos de VDS, reduz ainda mais quando é aplicado um VDS alto (em saturação), devido ao efeito DIBL. Essa característica foi observada para todos os dispositivos com diferentes larguras de canal (W) e para as três orientações de canal. Porém, quando analisados dispositivos com as mesmas características construtivas em diferentes orientações de canal, valores quase coincidentes atestam a não interferência da orientação cristalográfica do canal devido às suas principais figuras de mérito. Entretanto, quando dispositivos com características construtivas iguais foram analisados em diferentes orientações de canal, verificou-se que os valores foram praticamente coincidentes, indicando que a orientação cristalográfica do canal não interfere significativamente nas principais figuras de mérito. Por fim, os resultados mostraram que devido à camada 2DEG formada na interface das camadas de AlGaN/GaN, que apresenta uma alta mobilidade eletrônica, todos os dispositivos apresentaram um comportamento semelhante.