Caracterização elétrica de nanodispositivos avançados

Resumo

Com o avanço da tecnologia de fabricação de circuitos integrados, as dimensões dos transistores foram reduzidas para escalas nanométricas, onde problemas como o efeito de canal curto e a alta potência dissipada no dispositivo se tornaram críticos. Com o intuito de minimizar o problema do efeito de canal curto surgiu a alternativa estrutural de substituir o tradicional transistor MOSFET planar de porta única por um transistor de múltiplas portas, tais como o nanodispositivo FinFET de porta tripla (também conhecido como transistor 3D). No entanto, para minimizar a potência dissipada é necessário o advento de uma tecnologia que tenha o seu comportamento o mais próximo possível de uma chave ideal, ou seja, com a inclinação de sublimiar inferior a 60mV/dec em temperatura ambiente. É neste contexto que surgem os transistores de tunelamento induzido por efeito de campo (TFET), que apesar de serem compatíveis com a tecnologia CMOS, têm seu princípio de funcionamento muito diferente. Nestes dispositivos a corrente elétrica é composta por portadores que tunelam da banda de valência da fonte para a banda de condução do canal em vez do mecanismo tradicional de difusão/deriva da fonte para dreno normalmente encontrados nos transistores MOS, o que permite que o nanodispositivo TFET se comporte como uma chave mais próxima da ideal.O estágio de pesquisa de 3 meses no exterior solicitado neste projeto, será realizado no Imec/Bélgica (um dos maiores centros de pesquisa em microeletrônica/nanoeletrônica da Europa) e visa estudar experimentalmente as versões mais avançadas destes nanodispositivos. Os nanodispostivos a serem estudados serão o FinFET com canal de germânio (o anterior era de silício) e o TFET com fonte composta por material III-V (o anterior era de silício ou SiGe) que foram recém-fabricados e necessitam de um estudo mais aprofundado. Será dado ênfase na caraterização de parâmetros analógicos tais como tensão de Earle, ganho de tensão intrínseco e frequência de ganho unitário e seu potencial para uso em circuitos integrados avançados para a próxima década. (AU)