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Estudo, caracterização elétrica e modelagem de transistores BE (Back Enhanced) SOI MOSFET (2018)

  • Authors:
  • Autor USP: YOJO, LEONARDO SHIMIZU - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PSI
  • Subjects: MICROELETRÔNICA; TRANSISTORES
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: Este trabalho tem como objetivo o estudo, caracterização elétrica e modelagem do novo transistor desenvolvido e fabricado no Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI) da Universidade de São Paulo (USP) chamado BE (Back Enhanced) SOI MOSFET. Trata-se de um dispositivo inovador que se destaca principalmente pela sua facilidade de fabricação (exigindo apenas processos bem conhecidos e nenhuma etapa de dopagem do semicondutor) e sua flexibilidade quanto ao modo de operação (pode atuar como um transistor MOS tipo n ou um transistor MOS tipo p, dependendo somente da polarização de substrato). Aplicando-se tensão no substrato (VGB) é possível formar um canal de elétrons (VGB>0) ou lacunas (VGB<0) na segunda interface da camada de silício, por onde a corrente entre fonte e dreno flui. Sua patente foi requerida junto ao INPI (Instituto Nacional da Propriedade Industrial) sob o número BR 10 2015 020974 6. Foram realizadas medidas elétricas e simulações numéricas para melhor compreender seu princípio de funcionamento e as características que tornam possível sua reconfigurabilidade. Duas fabricações distintas deste tipo de dispositivo foram analisadas. Além das espessuras distintas, a principal diferença entre elas é o metal utilizado nos eletrodos de fonte e dreno, sendo alumínio na primeira e níquel na segunda versão. O alumínio utilizado na primeira versão resultou em contatos Ôhmicos após o processamento térmico das lâminas, que favoreceram o funcionamento do dispositivo como transistor tipo p, devido à natureza do material utilizado. A análise em função da temperatura (de 25ºC até 125ºC) mostrou uma variação da tensão de limiar (até 1,52mV/ºC) e uma degradação da mobilidade dos portadores de carga (analisado através da transcondutância), resultando no surgimento de um ponto invariante com a temperatura, o chamado ZTC (Zero Temperature Coefficient). Já a segundaversão possui contatos Schottky, na qual foram obtidos níveis de corrente apreciáveis tanto para transistores tipo n (na ordem de nA para as condições de polarização utilizadas), quanto para transistores tipo p (na ordem de µA). O comportamento da curva de corrente de dreno deste dispositivo apresentou uma estabilização a partir de determinado valor de tensão de porta. A partir deste ponto o BE SOI MOSFET deixa de atuar como um transistor convencional e passa a ter sua corrente de dreno proporcional a tensão de substrato. Medidas em função da temperatura nesta segunda versão permitiram comparar os resultados com os da primeira versão. Percebeu-se a ausência do ponto de ZTC, uma vez que foi observado o aumento da corrente devido à diminuição da resistência dos contatos de fonte e dreno para temperaturas mais elevadas. Por fim, a operação de um circuito inversor utilizando o BE SOI MOSFET foi implementada, mesmo quando alternando os tipos dos transistores, comprovando a flexibilidade de funcionamento dos transistores ao mudar seu tipo em função da polarização de substrato.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 08.02.2018
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      YOJO, Leonardo Shimizu; MARTINO, João Antonio. Estudo, caracterização elétrica e modelagem de transistores BE (Back Enhanced) SOI MOSFET. 2018.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2018. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-04052018-150633/pt-br.php >.
    • APA

      Yojo, L. S., & Martino, J. A. (2018). Estudo, caracterização elétrica e modelagem de transistores BE (Back Enhanced) SOI MOSFET. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-04052018-150633/pt-br.php
    • NLM

      Yojo LS, Martino JA. Estudo, caracterização elétrica e modelagem de transistores BE (Back Enhanced) SOI MOSFET [Internet]. 2018 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-04052018-150633/pt-br.php
    • Vancouver

      Yojo LS, Martino JA. Estudo, caracterização elétrica e modelagem de transistores BE (Back Enhanced) SOI MOSFET [Internet]. 2018 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-04052018-150633/pt-br.php

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