Análise do funcionamento dos dispositivos GC SOI MOSFETs em baixas temperaturas.
| Ano de defesa: | 2003 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-21102024-152634/ |
Resumo: | Este trabalho apresenta uma análise do funcionamento do transistor SOI nMOSFET de canal gradual (GC) em baixas temperaturas. A análise realizada é comparativa e tem por referência o transistor SOI nMOSFET convencional e o próprio transistor GC SOI quando operando em temperatura ambiente. A caracterização elétrica do dispositivo foi realizada através de medidas experimentais e de simulações numéricas bidimensionais realizadas na faixa de temperatura de 100K a 300K. As características de saída do transistor GC SOI foram avaliadas e apresentaram melhoras significativas da tensão de ruptura em todas as temperaturas estudadas. A melhora da tensão de ruptura apresentada foi comprovada com os resultados dos estudos de simulação da taxa de ionização por impacto e da distribuição do campo elétrico na região de canal. Apesar da maior ocorrência da ionização por impacto com o decréscimo da temperatura, os dispositivos GC SOI apresentaram a redução da taxa de ionização por impacto com o aumento da relação LLD/L até valores desta relação que apresentem o efeito da redução do comprimento efetivo do canal superando o efeito do campo elétrico da região fracamente dopada próxima ao dreno. A partir de resultados experimentais notou-se ainda uma grande melhora da transcondutância e da relação gm/IDS com a redução da temperatura. Além disso, a não degradação dos parâmetros como a tensão de limiar e a inclinação de sublimiar com a redução da temperatura, do transistor GC SOI em relação ao SOI convencional, mostram que a região fortemente dopada do canal controla o dispositivo, mantendo assim as características do dispositivo. |
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Análise do funcionamento dos dispositivos GC SOI MOSFETs em baixas temperaturas.Untitled in englishDispositivos eletrônicosElectronic devicesTransistores (Características)Transistors (Characteristics)Este trabalho apresenta uma análise do funcionamento do transistor SOI nMOSFET de canal gradual (GC) em baixas temperaturas. A análise realizada é comparativa e tem por referência o transistor SOI nMOSFET convencional e o próprio transistor GC SOI quando operando em temperatura ambiente. A caracterização elétrica do dispositivo foi realizada através de medidas experimentais e de simulações numéricas bidimensionais realizadas na faixa de temperatura de 100K a 300K. As características de saída do transistor GC SOI foram avaliadas e apresentaram melhoras significativas da tensão de ruptura em todas as temperaturas estudadas. A melhora da tensão de ruptura apresentada foi comprovada com os resultados dos estudos de simulação da taxa de ionização por impacto e da distribuição do campo elétrico na região de canal. Apesar da maior ocorrência da ionização por impacto com o decréscimo da temperatura, os dispositivos GC SOI apresentaram a redução da taxa de ionização por impacto com o aumento da relação LLD/L até valores desta relação que apresentem o efeito da redução do comprimento efetivo do canal superando o efeito do campo elétrico da região fracamente dopada próxima ao dreno. A partir de resultados experimentais notou-se ainda uma grande melhora da transcondutância e da relação gm/IDS com a redução da temperatura. Além disso, a não degradação dos parâmetros como a tensão de limiar e a inclinação de sublimiar com a redução da temperatura, do transistor GC SOI em relação ao SOI convencional, mostram que a região fortemente dopada do canal controla o dispositivo, mantendo assim as características do dispositivo.This work presents a comparative analysis of Graded-Channel SOI nMOSFET transistors working at low temperatures, with conventional SOI nMOSFET and own GC SOI when operating at room temperature. The electrical characterization of the device were done through experimental measurements and two-dimensional numerical simulations realized at range of temperature from 100K until 300K. The output characteristics of GC SOI transistor were evaluated and showed significantly improvements of breakdown voltage at all temperatures studied. The improvement of breakdown voltage presented was proved with results of simulation studies of impact ionization rate and electric field distribution in channel region. In spite of higher occurrence of impact ionization with decreasing of temperature, GC SOI devices present a reduction of impact ionization rate with increasing of LLD/L ratio, until values of this ratio that present reduction effect of effective channel length overcoming electric field effect of low doped region near drain. From experimental results was even noted a great improvement of transconductance and gm/IDS ratio with reduction of temperature. Moreover, the no degradation of parameters such as threshold voltage and subthreshold slope with reduction of temperature, of GC SOI in relation to conventional SOI, show that high doped region of channel control the device, therefore remaining the device characteristics.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMartino, João AntonioAgopian, Paula Ghedini Der2003-08-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-21102024-152634/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-10-21T17:31:02Zoai:teses.usp.br:tde-21102024-152634Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-10-21T17:31:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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