Publicado em: 29/06/2010

Tese de Doutorado em Nano-Dispositivos Semicondutores

O Programa de Pós-Graduação em Microeletrônica – PGMICRO, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, tem a satisfação de convidar a Comunidade Universitária para assistir à Defesa Pública do Exame de Qualificação ao Doutorado do aluno LUIZ FERNANDO FERREIRA, a realizar-se:

Data: 01 de julho de 2010 (quinta-feira)
Hora: 10h30min
Local: Auditório Jose Volkmer de Castilhos (Auditório Verde),
Instituto de Informática/UFRGS

Orientador: Prof. Dr. Sergio Bampi
Area de Pesquisa: Nano-Dispositivos Semicondutores

Banca Examinadora:
– Prof. Dr. Marcelo Antonio Pavanello (Centro Universitário da FEI)
– Prof. Dr. Henri Ivanov Boudinov (PGMICRO/UFRGS)
– Prof. Dr. Gilson Inacio Wirth (PGMICRO/UFRGS)

Titulo: Nano-Transistores de Porta Dupla em Silício Sobre Isolante – Simulação de FinFETs sub-20 nm.

Resumo:

Esta Proposta de Tese apresenta os resultados da simulação do transporte eletrônico em três dimensões (3D) no nano dispositivo eletrônico conhecido como “SOI-FinFET”. Este dispositivo é um transistor MOS em tecnologia Silício sobre Isolante – “Silicon-on-Insulator”, SOI – com porta dupla e cujo canal e zonas de fonte e dreno são realizadas em uma estrutura nanométrica vertical de silício chamada de “finger” ou “fin”. Como introdução ao dispositivo em questão, é feita uma revisão básica sobre a tecnologia etransistores SOI e sobre MOSFETs de múltiplas portas. A implementação de um modelo tipo “charge-sheet” para o transistor SOI-MOSFET totalmente depletado e uma modelagem deste dispositivo em altas freqüências também é apresentada. A geometria do “fin” é escalada para valores menores do que 100 nm, com uma espessura entre 10 nm e 20 nm. Um dos objetivos deste trabalho é a definição de parâmetros para o SOI-FinFET que o viabilizem para a tecnologia de 22 nm, com um comprimento efetivo de canal menor do que 20 nm. O transistor FinFET e uma estrutura básica simplificada para simulação numérica em 3D são descritos, sendo utilizados dados de tecnologias atuais de fabricação. São apresentados resultados de simulação numérica 3D (curvas ID-VG, ID-VD, etc.) evidenciando as principais características de funcionamento do FinFET. É analisada a influência da espessura da dopagem do “fin” e do comprimento físico do canal em parâmetros importantes como a tensão de limiar e inclinação de sub-limiar. São consideradas e analisadas duas possibilidades de dopagens da área ativa do “fin”:   (1) o caso em que esta pode ser considerada não dopada, sendo baixíssima a probabilidade da presença de dopantes ativos, e (2) o caso de um alto número de dopantes ativos (> 10 é provável). Uma comparação entre dois simuladores numéricos 3D de dispositivos é realizada no intuito de explicitar diferenças entre modelos de simulação e características de descrição de estruturas 3D. Para finalizar, são resumidas as principais conclusões do deste trabalho e são propostos os trabalhos futuros que se julgam necessários para a conclusão da  Tese em questão.

Palavras-Chave: MOSFET, SOI, FinFET, dupla-porta, múltiplas-portas,
nano-dispositivos, simulação numérica em 3D.