Simulación de transistores Mosfetcorriente túnel de puerta, dispersión culombiana y autocalentamiento

Zusammenfassung

En esta tesis se han estudiado tres fenómenos de gran importancia para el funcionamiento de los transitores MOSFET de fabricación actual y futura. En primer lugar, la disminución del tamaño de los transistores MOSFET requiere el uso de óxidos de puerta extremadamente delgados a través de los cuales puede pasar una corriente, mediante efecto túnel, no despreciable. Este efecto ha sido estudiado y modelado para su inclusión en simuladores de dispositivos. Se han considerado los tres posibles tipos de transiciones que pueden tener lugar: mediante efecto túnel directo, asistida por trampas de forma elástica y asistidas por trampas inelásticamente con emisión de fonones. Se han comparado los resultados obtenidos con medidas experimentales procedentes de la bibliografía para comprobar la exactitud de los modelos empleados, lo cual ha permitido también extraer algunas conclusiones sobre el tipo de trampas presentes en el interior de la barrera. Por otra parte, la tecnología SOI ha emergido como la principal alernativa para la fabricación de dispositivos ULSI de dimensiones sub-micra. El uso de esta tecnología presenta una gran número de ventajas, pero también hace que aparezcan nuevos efectos que deben ser tenidos en cuenta para el correcto modelado y simulación de estos dispositivos. En concreto, el hecho de tisular la lámina de silicio entre dos capas de dióxido de silicio provoca una mayor dispersión culombiana. En esta tesis se ha desarrollado un nuevo modelo para el estudio de este fenómeno en estructuras SOI y se ha aplicado para el cálculo de la movilidad. Otras de las consecuencias del óxido de silicio enterrado propio de la tecnología SOI es el fenómeno del autocalentamiento, que también ha sido considerado, obteniéndose su influencia mediante simulación.