Estudo do efeito de autoaquecimento em transistores com canal por medida pulsada

Abstract

A tecnologia do transistor MOS com Silício sobre Isolante (SOI) tem aberto oportunidade para inovação, aumento de desempenho e redução do tamanho do dispositivo, que a tecnologia CMOS "bulk" tem dificuldade para alcançará. O transistor SOI apresenta diversas vantagens em relação ao CMOS "bulk", como por exemplo, o aumento de desempenho com VDD equivalente, a supressão do efeito Latch up, redução de efeitos relacionados com antenas, redução do tamanho dos componentes e a redução da sensibilidade à temperatura. Uma preocupação é o efeito de autoaquecimento (Self-Heating), que pode fazer a temperatura do canal aumentar, devido ao calor gerado pelo aumento de corrente e a isolação térmica feita pelo óxido enterrado. Neste trabalho será estudado o autoaquecimento no transistor SOI com canal uniformemente dopado e canal gradual (GC) através de simulações numéricas. Inicialmente foi feita uma revisão teórica dos assuntos relacionados ao tema, tais como o funcionamento e arquitetura do transistor SOI convencional, GC SOI da UCL e OKI, enfatizando suas principais características elétricas e autoaquecimento. Foram realizadas simulações com o "software" Silvaco Atlas com o intuito de comparar transistores SOI e GC SOI em relação à influência do autoaquecimento para diversos tamanhos de canais. Pode-se observar que ambos transistores SOI e GC SOI sofrem o mesmo efeito de autoaquecimento tanto em medidas contínuas como em pulsadas.

The technology of MOS transistor with Silicon On Insulator (SOI) is an opening opportunity for innovation, performance improvement and device size reduction, that the CMOS bulk technology is facing difficult to reach. The transistor SOI has advantages in relation of CMOS bulk . For example, higher performance at equivalent VDD, Latch up eliminated, reduced antenna effects, component size reduction and reduced temperature sensitivity. There is a concern with Self-Heating that could increase the channel temperature, due to heat generated by current increase and also by buried oxide thermic insolation. This work will study the Self-Heating in transistor SOI with channel uniform doping and GC graded channel by numeric simulation. Firstly, all topics related with this theme was revised, for example classic transistor SOI functional and architecture, GC SOI of UCL and OKI, focusing on electrical characteristics and Self-Heating. The aim was to study the transistor SOI and GC SOI by Self-Heating influence for various channel length. It was realized simulation with Silvaco Atlas software. It could observe that the both transistors SOI and GC SOI suffer the same helf-Heating for pulse and continuous measurement.