Estudo e análise de modelos compactos para UTBB SOI MOSFETs

Resumo

A tecnologia SOI (Silicon-On-Insulator - Silício Sobre Isolante) surgiu com o objetivo de responder à constante demanda pela redução das dimensões dos transistores de circuitos integrados, permitindo que estas sejam reduzidas além dos limites da tecnologia convencional. Os transistores SOI de camada e óxido enterrado ultrafinos (UTBB), assim como os FinFETs (múltiplas portas), são reconhecidos como uma alternativa para os nós tecnológicos iguais ou menores que 20 nm, devido ao seu melhor controle eletrostático. Além disso, os dispositivos UTBB permitem a construção de circuitos de baixo consumo de potência e alta velocidade no mesmo circuito integrado, graças às múltiplas tensões de limiar alcançadas através de diferentes polarizações de porta traseira. Os modelos compactos são ferramentas importantes para entender o comportamento dos dispositivos e para facilitar a predição de novas tecnologias. Modelos compactos precisos e computacionalmente eficientes para transistores ultra-escalados devem ser desenvolvidos e melhorados, com o objetivo de projetar com maior eficiência e simular circuitos de aplicações complexas. Para dispositivos UTBB, existem alguns modelos na literatura que levam em consideração a operação de portas independentes desses dispositivos. Até o momento, existem dois modelos compactos já implementados em simuladores de circuitos e que são indicados para utilização em dispositivos UTBB: o modelo BSIM-IMG, da Universidade de Berkeley e o modelo UTSOI2, do CEA-LETI e STMicroelectronics. Este projeto de pesquisa tem como objetivo avaliar a aplicação desses modelos compactos aos dispositivos UTBB. O comportamento dos modelos será estudado e comparado a dados experimentais e de simulação de dispositivos. Com isso, será possível propor melhorias para os modelos, tais como melhor descrição física, considerando efeitos específicos de dispositivos UTBB. Os resultados serão avaliados através de dados de simulações, dados experimentais provenientes da literatura e de dispositivos UTBB disponíveis na UCL, onde a pesquisa será desenvolvida. Uma revisão crítica dos resultados alcançados será feita, com o intuito de posicioná-los no contexto internacional da área de pesquisa e oportunamente publicá-los. (AU)