Avaliação de desempenho elétrico em dispositivos tridimensionais horizontalmente empilhados

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Nascimento, Sidnei de Oliveira [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Transistores de efeito de campo; Semicondutores; Simulação por computador; Semiconductors; Computer simulation
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/259159

Neste trabalho, o desempenho dos dispositivos de canais empilhados ou multicanais (iFinFET – (Inserted-oxide Fin Field Effect Transistor) e GAA FET (Gate All Around Field Effect Transistor)) e do bulk FinFET convencional é investigado através de simulações numéricas tridimensionais TCAD (Technology Computer-Aided Design). Os parâmetros simulados, como corrente de dreno (IDS), tensão de limiar (VTH), inclinação de sublimiar (SS), redução de barreira induzida por dreno (DIBL) e transcondutância (gm) foram usados como parâmetros de comparação para avaliar o desempenho do dispositivo de canal empilhado sobre dispositivo FinFET. Os resultados demonstraram que para uma mesma área da região ativa, um dispositivo multi-gate possui o melhor desempenho devido à maior área de contato da porta em relação à superfície do canal e apresentando assim um melhor acoplamento eletrostático e, consequentemente, maior IDS. Tomando os parâmetros do dispositivo FinFET como referencial (comprimento de canal (L) = 12 nm) de resultados obtidos, IDS para os dispositivos iFinFET e GAA FET foi 18,6% e 37%, respectivamente, maior que a referência (FinFET). Para a tensão de limiar (VTH), observou-se redução no percentual para os dispositivos iFinFET e GAA FET (2,6% e 5,0% respectivamente). A inclinação de Sublimiar (SS) apresentou redução percentual de seus valores (1,3% para iFinFET e 2,6% para GAA FET), bem como redução do ganho intrínseco de tensão (VEA) (27,9% para iFinFET e 45,3% para GAAFET). O DIBL se destacou por apresentar também diminuição de valor, iFinFET com 9,4% e GAA FET com 0,6%. Por outro lado, observou-se aumento nos percentuais da transcondutância (gm) do dispositivo iFinFET e GAA FET (23,6% e 53,6% respectivamente). Outro parâmetro com aumento substancial em relação a referência foi a condutância de dreno (gD), com aumento de 78,5% para iFinFET e 192,0% para GAAFET. Além disso, este trabalho mostra o potencial promissor de dispositivos de múltiplos canais empilhados para substituir dispositivos convencionais de canal único em circuitos eletrônicos integrados modernos.