Simulação TCAD de dispositivos semicondutores avançados

Resumo

O projeto proposto é uma contribuição para o desenvolvimento tecnológico da micro e nano eletrônica no Brasil, uma vez que pretende pesquisar dispositivos semicondutores avançados. Tratam-se de estruturas de transistores promissoras de dimensões manométricas estruturas planares com óxido enterrado extremamente finos denominadas UTBOX (Ultra-Thin Buried Oxide), dispositivos não planares denominadas de transistores Bulk e SOI de múltiplas portas (também chamados de FinFET ou transistor 3D e Nanosheet, Forksheet, CFET e nanofios-nanowires) e transistores de alta mobilidade para aplicações em Radio Frequência (HEMTs - High Electron Mobility Transistors) fabricados com novos tipos de materiais, técnicas inovadoras de fabricação, diferentes dimensões e configurações que irão substituir os atualmente utilizados.O desempenho elétrico e analógico desses dispositivos será analisado em função de suas dimensões, temperaturas e radiação através de análises experimentais e por simulações. A origem do ruído baixa frequência também será pesquisado. Geralmente, os espectros do sinal de dispositivos semicondutores são compostos por flutuações referentes ao número de portadores devido ao ruído flicker e por ondas de ruído de geração e recombinação no dielétrico de porta que se torna maior com o aumento da tensão de porta.A metodologia para o desenvolvimento deste trabalho consistirá em quatro partes principais. Primeiramente as estrutura de serão construídas em ambiente virtual para que seja possível a realização das simulações numéricas. Nesta fase do projeto, as simulações terão o objetivo de obter as tendências das principais características elétricas dos dispositivos semicondutores. Na segunda parte será realizada a calibração/validação das simulações a partir de dispositivos avançados já fabricados (porém em fase experimental) pelo imec (interuniversity microelectronics center) na Bélgica e também, por dispositivos descritos (estudados) na literatura e/ou fabricados por outros centros de pesquisa (Brasil/unicamp e mundo). Na terceira fase, com o simulador calibrado, será realizado diversas simulações com o intuito de compreender/encontrar mecanismos físicos envolvidos nestes tipos de dispositivos. Para finalizar (quarta etapa), serão projetadas (por simulações) novas estruturas de dispositivos com o intuito de elimina/atenuar os problemas existentes nos atuais dispositivos existentes. (AU)