Análise de transistores FinFETs em baixas temperaturas

Abstract

Temperature is an important parameter to be considered in electronic devices since many devices operate in environments with very low or very high temperatures that make the devices behave differently. In this work, the effect of temperature on triple gate FinFETs transistors was studied, varying the temperature between 100K and 300K. It was observed how the temperature impacts the variation of basic parameters such as threshold voltage, transconductance, effective mobility of carriers and subthreshold slope using the ATLAS device simulator. The analysis was done both in triode, with a low drain voltage, and in saturation, for a high drain voltage, to analyze the potential of this device in digital (device operating as a switch) and analog (where the effects) applications Degradatives from impact ionization affect circuit performance. The simulations were calibrated with the experimental results at ambient temperature and the study of the influence of temperature was carried out exclusively by simulation.

A temperatura é um parâmetro importante a ser considerado nos dispositivos eletrônicos, uma vez que diversos equipamentos operam em ambientes de temperaturas muito baixas ou muito elevadas que fazem com que os dispositivos comportem-se de forma diferente. Neste trabalho, foi estudado o efeito da temperatura nos transistores FinFETs de porta tripla, variando-se a temperatura entre 100K e 300K. Foi observado como a temperatura impacta na variação dos parâmetros básicos como a tensão de limiar, transcondutância, mobilidade efetiva dos portadores e inclinação de sublimiar utilizando o simulador de dispositivos ATLAS. A análise foi feita tanto em triodo, com uma tensão de dreno baixa, como em saturação, para uma tensão de dreno alta, para se analisar o potencial deste dispositivo em aplicações digitais (dispositivo operando como chave) e analógicas (onde os efeitos degradativos da ionização por impacto afetam o desempenho do circuito. As simulações foram calibradas com os resultados experimentais em temperatura ambiente e o estudo da influência da temperatura foi realizado exclusivamente por simulação.