Estudo Experimental do comportamento elétrico do MOSFET do tipo elipsoidal submetido em ambientes de ALTAS TEMPERATURAS

• Processo: 17/10718-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2018
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Circuitos Elétricos, Magnéticos e Eletrônicos
• Pesquisador responsável: Salvador Pinillos Gimenez
• Beneficiário: Egon Henrique Salerno Galembeck
• Instituição Sede: Centro Universitário FEI (UNIFEI). Campus de São Bernardo do Campo. São Bernardo do Campo , SP, Brasil
• Assunto(s): Alta temperatura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Altas temperaturas | Caracterização Elétrica Experimental | MOSFET do tipo Elipsoidal | MOSFET do tipo Hexagonal | MOSFET do tipo Octogonal | Microelectrônica

Resumo

Inúmeros são os esforços em pesquisas e altos investimentos são realizados atualmente para que os Circuitos Integrados (CI) possam operar em ambientes com altas temperaturas (T), sem que percam seu desempenho elétrico. Normalmente, circuitos integrados de tecnologia Metal-Óxido-Semicondutor (MOS) Complementar (CMOS), podem operar satisfatoriamente em temperaturas moderadas (aproximadamente 125 ºC) sem grandes perdas de desempenho. Mas, graças as vantagens da tecnologia silício (Si) sobre isolante (Silicon-On-Insulator, SOI), o range de operação pode ser estendido até 300 ºC. Além de utilizar outros tipos de materiais afim de alcançar um melhor desempenho elétrico em altas temperaturas, há uma abordagem bastante inovadora, ainda pouco explorada pela comunidade científica e empresarial, que é capaz de usar as estratégias de "Engenharia de junção PN entre as regiões de dreno/fonte e canal dos Transistores de Efeito de Campo Metal-Óxido-Semicondutor (MOSFETs) ", ou simplesmente a mudança de leiaute da porta. Esta nova técnica de leiaute é capaz de adicionar novos efeitos para esta estrutura, como o efeito de canto longitudinal (Longitudinal Corner Effect -LCE), o efeito de associação paralela de MOSFETs com diferentes comprimentos de canal (PArallel Connection of Different Channel Lenghts Effects - PAMDLE) e o Efeito da Desativação dos MOSFETs Parasitários das Regiões de Bico de Pássaro (Deactivate the Parasitic MOSFETs of the Bird's Beak Regions Effect, DEPAMBBRE), que são capazes de potencializar os seus principais parâmetros analógicos e digitais e figuras de mérito. Esta estratégia de leiaute se traduz simplesmente no estudo de inovadoras estruturas de leiaute de porta (hexagonal, octogonal, elipsoidal, etc.) para a implementação de MOSFETs, não gerando qualquer custo adicional ao atual processo de fabricação de CIs CMOS. O estilo de leiaute elipsoidal é uma possível alternativa dentro desse contexto, pois pode potencializar as características elétricas analógicas e digitais de um MOSFET. Dentro desse contexto, o objetivo deste projeto de pesquisa de doutorado é, pela primeira vez, investigar experimentalmente os efeitos das altas temperaturas no comportamento elétrico do MOSFET Elipsoidal em relação ao seu respectivo convencional equivalente (geometria de porta retangular), considerando-se as mesmas áreas de portas (AG), as mesmas larguras de canais (W) e fatores geométricos (fg = W/L, L é o comprimento de canal). Posteriormente, o desempenho elétrico deste inovador leiaute será comparado aos MOSFETs implementados com estilos de leiautes hexagonal (Diamante) e octogonal (Octo), a fim de identificar qual é o melhor estilo de leiaute para MOSFETs que é capaz de apresentar o melhor desempenho elétrico em altas temperaturas.

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

GALEMBECK, EGON HENRIQUE SALERNO; RENAUX, CHRISTIAN; SWART, JACOBUS WILLIBRORDUS; FLANDRE, DENIS; GIMENEZ, SALVADOR PINILLOS. The Impact of LCE and PAMDLE Regarding Different CMOS ICs Nodes and High Temperatures. IEEE JOURNAL OF THE ELECTRON DEVICES SOCIETY, v. 9, p. 415-423, 2021. (17/10718-7)

SALERNO GALEMBECK, EGON HENRIQUE; DA SILVA, GABRIEL AUGUSTO; GIMENEZ, SALVADOR PINILLOS; IEEE. The Second Generation of the Layout Styles for MOSFETs to Further Boosting the Electrical Performance of Analog MOSFETs and CMOS ICs. 35TH SYMPOSIUM ON MICROELECTRONICS TECHNOLOGY AND DEVICES (SBMICRO2021), v. N/A, p. 4-pg., 2021-01-01. (17/10718-7)

PERUZZI, VINICIUS VONO; DA CRUZ, WILLIAM SOUZA; DA SILVA, GABRIEL AUGUSTO; TEIXEIRA, RICARDO COTRIM; SEIXAS JUNIOR, LUIS EDUARDO; GIMENEZ, SALVADOR PINILLOS; IEEE. BOOSTING THE IONIZING RADIATION TOLERANCE IN THE MOSFETS MATCHING BY USING DIAMOND LAYOUT STYLE. 2019 34TH SYMPOSIUM ON MICROELECTRONICS TECHNOLOGY AND DEVICES (SBMICRO 2019), v. N/A, p. 4-pg., 2019-01-01. (17/10718-7)

SALERNO GALEMBECK, EGON HENRIQUE; SWART, JACOBUS; SILVA, GABRIEL AUGUSTO; GIMENEZ, SALVADOR PINILLOS; IEEE. Boosting the Performance of MOSFET Operating Under a Huge Range of High Temperature by Using the Octagonal Layout Style. 2019 34TH SYMPOSIUM ON MICROELECTRONICS TECHNOLOGY AND DEVICES (SBMICRO 2019), v. N/A, p. 4-pg., 2019-01-01. (17/10718-7)

SALERNO GALEMBECK, EGON HENRIQUE; GIMENEZ, SALVADOR PINILLOS. New Hybrid Generation of Layout Styles to Boost the Electrical, Energy, and Frequency Response Performances of Analog MOSFETs. IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, v. 69, n. 6, p. 9-pg., 2022-04-28. (17/10718-7)