Estudo e caracterização elétrica de junções schottky para aplicação nas regiões de fonte e dreno dos transistores Be Soi Mosfete

Abstract

Os atuais circuitos integrados (CI’s) estão presentes em praticamente todas as atividades humanas, seja através de novos sistemas eletrônicos, modos de comunicação ou controlando sistemas de produção e transporte. Os CI’s são muito importantes pois executam funções de processamento de informações complexas e apesar de sua importância são componentes de custo relativamente baixo. Seu custo é baixo devido à possibilidade de construção de seu dispositivo básico (o transistor MOSFET) em dimensões muito reduzidas, da ordem de nanômetros. A cada nova geração tecnológica os dispositivos ficam ainda menores, torna-se possível obter circuitos mais complexos, e com redução de custos. Este ciclo virtuoso nos permitiu décadas de inovações tecnológicas e crescente produtividade. Mas a contínua redução das dimensões nos aproxima rapidamente de dispositivos de dimensões atômicas e da incerteza sobre a manutenção do ritmo de evolução nas próximas décadas. Uma das alternativas consiste na alteração da estratégia de evolução dos CI’s. Invés de reduzir dimensões para reduzir a área ocupada de um circuito, seria possível usar a mesma área para mais de uma função? Esta é uma proposta que vem sendo discutida e recebe o nome de arquiteturas reconfiguráveis. Esta ideia de um transistor reconfigurável, cujo seu modo de funcionamento pode ser mudado pela alteração de uma polarização. O transistor BE (Back Enhanced) SOI MOSFET, desenvolvido no Brasil e registrado pela patente de número BR 10 2015 020974 6, é uma alternativa para esta nova abordagem. É compatível com as tecnologias existentes (como a tecnologia SOI usada atualmente por IBM e STMicroeletronics) e tem uma fabricação muito simples. Este trabalho estudará o comportamento das junções Schottky de dreno e fonte dos transistores reconfiguráveis BESOI MOSFET’s, especificamente sobre os eletrodos de Al na junção com canal de silício(p) de baixa dopagem sobre uma camada isolante (SOI), com diferentes espessuras de óxido enterrado e canais de silício, incluindo em lâminas SOI de corpo e óxido enterrado ultra finos (UTBB – Ultra Thin Body Box). Para o estudo desta região específica, será utilizada estruturas Kelvin’s, especiais construídas sobre lâminas SOI, já fabricadas no Laboratório de Sistemas Integráveis da Universidade de São Paulo (LSI-USP), que são necessárias para verificar as características elétricas na região de estudo, a partir de uma aplicação de corrente entre ambas as direções da junção e polarizações de substrato. Com base nos resultados experimentais e literaturas, deseja-se obter os parâmetros das junções e suas características com base na polarização do substrato, a fim de propor soluções para aperfeiçoar o citado transistor como, por exemplo, o baixo fluxo de corrente observado nos protótipos atuais.

Current integrated circuits accompany us in virtually all activities, whether through new electronic systems, modes of communication or controlling production and transportation systems. The CI are very important because they perform complex information processing functions and despite their importance are relatively low cost components. Its cost is low due to the possibility of building its basic device (MOSFET transistor) in very small dimensions, on the order of nanometers. With each new technological generation the devices get even smaller, it becomes possible to obtain more complex circuits, and with cost reduction. This virtuous cycle has allowed us decades of technological innovations and growing productivity. But the continuous reduction in dimensions quickly brings us closer to devices of atomic dimensions and the uncertainty about maintaining the pace of evolution in the coming decades. One of the alternatives is to change the CI evolution strategy. Would it be if, instead of reducing dimensions to reduce the occupied area of a circuit, it was possible to use the same area for more than one function? This is a proposal that has been discussed and is called reconfigurable architectures. This is the idea of a reconfigurable transistor, which can change its mode of operation from a single polarization. This work will study the behavior of drain and source Schottky junctions of reconfigurable BESOI MOSFET's transistors, specifically on the aluminum electrodes at the junction with low doping silicon (p) channel on an insulating layer (SOI), with different thicknesses of buried oxide and silicon channels, including in ultra thin SOI body and buried oxide sheets (UTBB - Ultra Thin Body Box). For the study of this specific region, Kelvin's structures, special ones built on SOI sheets, already manufactured at the Laboratory of Integrable Systems of the University of São Paulo (LSI-USP), which are necessary to verify the electrical characteristics in the study region, will be used. from a current application between both junction directions and substrate polarizations. Based on the experimental results and literature, we want to obtain the junction parameters and their characteristics based on the substrate polarization, in order to propose solutions to improve the aforementioned transistor, such as, for example, the low current flow observed in current prototypes.