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Tese

Equações de transporte com contornos abertos em dispositivos semicondutores e sistemas de interesse em biossensores (2009)

  • Autor:
  • Autor USP: VERCIK, ANDRÉS - FZEA
  • Unidade: FZEA
  • Sigla do Departamento: ZAB
  • Subjects: EQUAÇÕES DE TRANSPORTE; SEMICONDUTORES
  • Language: Português
  • Abstract: O progresso observado nos circuitos integrados baseados na tecnologia Metal-Óxido-Semicondutor está relacionado basicamente à diminuição do tamanho dos dispositivos. Dentre os diferentes problemas econtrados no processo de miniaturização, a redução da espessura do óxido de porta apresenta-se como um dos maiores desafios tecnológicos. A aparição de correntes de fuga por tunelamento pode impor um limite fundamental ao tamanho dos dispositivos. O transporte de carga em um semicondutor pode ser descrito em um contexto semi-clássico pelas equações de continuidade para os dois tipos de portadores e a equação de Poisson que relaciona a densidade de carga com o potencial eletrostático no semicondutor. A equação de continuidade resulta da integração da equação de transporte de Boltzmann, utilizanclo o método dos momentos. A partir desta equação podem ser obtidas também as aproximações de deriva e difusão para a densidade de corrente. As conseqüências destas equações não estão completamente compreendidas, em particular quando são considerados diversos fenômenos combinados como a transferência de carga através do contorno da região onde as equações são resolvidas, neste caso a superfície do semicondutor, e o desequilíbrio térmico. O sistema de equações de transporte e Poisson resultante é utilizado também para descrever sistemas com grandes semelhanças com as estruturas Metal-Óxido-Semicondutor, como o sistema eletrodo/eletrólito, eletrólito/isolante/semicondutor,eletrólito/membrana/isolante/semicondutor, transistores de efeito de campo sensíveis a íons, entre outros. No presente estudo abordamos o problema de fuga de portadores da camada de inversão em estruturas Metal-Óxido-Semicondutor e avaliamos os efeitos sobre o equilíbrio térmico que podem influenciar na formação do canal e na operação de transistores baseados nesta tecnologia. Utilizamos para isso um modelo para a corrente de tunelamento recentemente proposto ) que permite eliminar uma inconsistência observada em modelos existentes quando a barreira de potencial, imposta pelo isolante, se torna perfeitamente permeável. Propomos uma nova expressão para a transferência de carga por tunelamento, compatível com um teste de consistência proposto para os modelos de tunelamento em geral. Mostramos que a expressão proposta, permite fundamentar algumas expressões analíticas semi-empíricas para as correntes de tunelamento encontradas na literatura. Os resultados deste trabalho têm impacto em uma área difusa entre ciência e tecnologia com é a simulação de dispositivos semicondutores e, apesar de serem obtidos em um contexto da microeletrônica, podem ser estendidos a outras áreas afins como os biossensores e os sistemas eletroquímicos mencionados
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 05.06.2009
    • How to cite
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    • ABNT

      VERCIK, Andrés. Equações de transporte com contornos abertos em dispositivos semicondutores e sistemas de interesse em biossensores. 2009. Tese (Livre Docência) – Universidade de São Paulo, Pirassununga, 2009. . Acesso em: 11 mar. 2026.

    • APA

      Vercik, A. (2009). Equações de transporte com contornos abertos em dispositivos semicondutores e sistemas de interesse em biossensores (Tese (Livre Docência). Universidade de São Paulo, Pirassununga.

    • NLM

      Vercik A. Equações de transporte com contornos abertos em dispositivos semicondutores e sistemas de interesse em biossensores. 2009 ;[citado 2026 mar. 11 ]

    • Vancouver

      Vercik A. Equações de transporte com contornos abertos em dispositivos semicondutores e sistemas de interesse em biossensores. 2009 ;[citado 2026 mar. 11 ]

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