dc.contributor.advisor | Pavanello, M. A. | |
dc.contributor.author | Molto, A. R. | |
dc.date.accessioned | 2022-03-10T14:45:06Z | |
dc.date.available | 2022-03-10T14:45:06Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.identifier.citation | MOLTO, A. R. <b> Influência do potencial de substrato sobre o ruído de baixa frequência de nanofios transistores MOS. </b> 2021. 168 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2021 Disponível em: https://doi.org/10.31414/EE.2021.T.131404. | |
dc.identifier.uri | https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/4435 | |
dc.description.abstract | Este trabalho tem por objetivo estudar pela primeira vez o efeito da polarização de
substrato sobre o ruído de baixa frequência em nanofios transistores MOS, tipo N, totalmente
depletados, implementados em tecnologia SOI. São estudados nanofios de canal único e
múltiplos canais, por meio de resultados experimentais e simulações tridimensionais. Pretendese
aqui aprofundar os conhecimentos obtidos até então na literatura e, pela primeira vez, analisar
o comportamento do ruído de baixa frequência 1/f? aplicando-se tensões ao substrato. Os
resultados obtidos consideraram dispositivos nanométricos, com diversas geometrias, operando
na região triodo, com comprimentos de canal (200nm, 400nm, 1µm e 10µm) e larguras de canal
(15nm, 20nm, 45nm, 65nm e 105nm). Nesses dispositivos, foram aplicadas polarizações de
porta e de substrato com os transistores operando desde a região próxima do sublimiar até a
inversão forte, a fim de se obter as curvas DC e de ruído. Os resultados obtidos mostraram que
o ruído predominante nesses dispositivos é do tipo “flicker”, com decaimento proporcional a
1/f? em baixas frequências (f = 500Hz), e em frequências maiores (500Hz < f = 10KHz) ele é
sobreposto pelo ruído de geração e recombinação, com o decaimento equivalente à 1/f2. A
origem do ruído, considerando o substrato aterrado, se deve, predominantemente, a variação da
quantidade (N) de portadores no canal devido ao armadilhamento e desarmadilhamento na
interface Si/SiO2. Para maiores tensões de porta (VGT=200mV), observou-se a influência da
variação da mobilidade no ruído. O expoente ?, que compõe o ruído 1/f variou de 0,7 a 1,25,
mostrando a mudança do ponto de condução para os valores mais elevados de tensão de porta
e polarizações de substrato aplicados. Foi observado também, o aumento do ruído com a
diminuição da largura e comprimento do canal. A diminuição da área do dispositivo, promove
a redução na taxa de geração e recombinação, aumentando o ruído. Foi observado o aumento
do ruído nos dispositivos, tanto para tensões positivas de substrato quanto para tensões
negativas aplicadas ao substrato. Isso ocorreu para as tensões de polarização onde a condução
se aproximou das interfaces inferior e superior do canal, podendo ser observado com clareza
nas curvas de densidade de elétrons em função da profundidade do canal. Essa maior
proximidade com as interfaces agrava o ruído devido as armadilhas existentes nessas regiões | |
dc.description.abstract | This work aims to study for the first time the substrate polarization effect on low
frequency noise in fully depleted MOS nanowire transistors, N-type, implemented in SOI
technology. Single-channel and multiple-channel nanowires are studied through experimental
results and three-dimensional simulations. It is intended here to deepen the knowledge obtained
so far in the literature and, for the first time, analyze the behavior of low frequency 1/f? noise
by applying voltages to the substrate. The obtained results considered nanometric devices, with
several geometries, operating in the triode region, with channel lengths (200nm, 400nm, 1µm
and 10µm) and channel widths (15nm, 20nm, 45nm, 65nm and 105nm). In these devices, gate
and substrate bias were applied with transistors operating from close subthreshold region to
strong inversion in order to obtain the DC and noise curves. The results obtained showed that
the predominant noise in these devices is of the "flicker" type, with a decay proportional to 1/f?
at low frequencies, and at higher frequencies it is superimposed by the noise of generation and
recombination, with the decay equivalent to 1/ f2. The origin of the noise, considering the
substrate grounded, is predominantly due to the variation in the amount (N) of carriers in the
channel due to trapping and detrapping at the Si/SiO2 interface. For higher gate voltages
(VGT=200mV), the influence of mobility variation on noise was observed. The exponent ?,
which composes the 1/f noise, ranged from 0,7 to 1,25, showing the change of the conduction
point for the higher values of applied gate voltages and substrate bias. It was also observed an
increase in noise level with a decrease in the width and length of the channel. By reducing the
area of device, promotes the reduction of generation and recombination rate increasing the
noise. An increase in noise in the devices was observed, both for positive and negative substrate
voltages. This occurred for voltages bias where the conduction approached the lower and upper
interfaces of the channel, which can be clearly observed in the electron density curves as a
function of the channel depth. This greater proximity to the interfaces aggravates the noise due
to the traps that exist in these regions | |
dc.language | por | |
dc.language.iso | pt_BR | |
dc.publisher | Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo | |
dc.subject | ruído de baixa frequência | |
dc.subject | polarização do substrato | |
dc.subject | nanofios transistores | |
dc.subject | MOS | |
dc.subject | SOI | |
dc.title | Influência do potencial de substrato sobre o ruído de baixa frequência de nanofios transistores MOS | pt_BR |
dc.type | Tese | pt_BR |