Sistema de Submissão de Resumos, I Encontro de Iniciação Científica - 2011 (ENCERRADO)

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Simulação e caracterização elétrica de transistores GC SOI MOSFET submicrométricos
Bruna Cardoso Paz, Marcello Pavanello

Última alteração: 2011-09-20

Resumo


Introdução

Transistores de canal gradual (Graded-Channel – GC) foram propostos com o objetivo de melhorar o desempenho analógico de transistores SOI. Estes transistores proporcionam redução de efeitos bipolares parasitários e melhorias no nível de corrente, na transcondutância, condutância de saída e, consequentemente, no ganho intrínseco de tensão (AV). Caracteriza-se por possuir perfil assimétrico de dopantes na região do canal: alta concentração de dopantes próximo à fonte e mesma concentração de dopantes da região de substrato na região próximo ao dreno, denominada região fracamente dopada, de comprimento LLD.

 

Objetivos

Este trabalho tem por objetivo verificar as vantagens dos transistores GC em comparação com transistores uniformemente dopados, com relação aos seus parâmetros analógicos de AV e frequência de ganho unitário (fT).

 

Metodologia

A fim de calcular AV, foram simulados transistores GC e uniformemente dopado com L=0,75, 1 e 2μm. As simulações bidimensionais foram realizadas no simulador de dispositivos Sentaurus Device.

Para validar qualitativamente a tendência dos resultados obtidos, foram realizadas medidas experimentais de amostras fabricadas na Bélgica.

 

Resultados

Os resultados obtidos revelam que os GC SOI com razão (LLD/L)eff entre 0,3 e 0,5 apresentam os melhores resultados de AV. Isso ocorre devido a uma significativa melhora na condutância de saída, decorrente da redução do efeito de modulação de comprimento de canal, mas também devido uma melhora na transcondutância. No entanto, para relações LLD/L>0,5, notou-se uma degradação de AV decorrente de efeito de canal curto, pois, ao aumentarmos o comprimento da região fracamente dopada, o comprimento efetivo do canal (Leff=L-LLD) é reduzido.

Um aspecto importante a ser analisado é que a vantagem do uso dos transistores GC SOI em relação aos SOI convencionais, considerando AV, diminui conforme o comprimento total do canal é reduzido. O ganho intrínseco de tensão, para L=2μm, é de até 16,6 vezes maior para o GC SOI do que para o SOI convencional, já para L=0,75μm essa vantagem cai para até 1,16 vezes.

A compreensão de que os valores da transcondutância são maiores quanto maior for LLD é indispensável, pois quanto maior for o valor de gm maior fT e, portanto, é possível trabalhar com faixas de freqüências mais altas. Isso implica que os transistores de canal gradual, por apresentarem gm maiores, apresentam melhor performance do que os dispositivos convencionais.

 

Conclusões

Os resultados experimentais e simulados dos transistores SOI, revelaram que os transistores de canal gradual apresentam melhores resultados dos parâmetros analógicos em relação aos SOI convencionais.