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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2022.tde-21112022-095406
Document
Author
Full name
Henrique Araujo Zangaro
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Martino, João Antonio (President)
Perseghini, Sara Dereste dos Santos
Sonnenberg, Victor
Title in Portuguese
Estudo de junções Schottky para aplicação em BESOI MOSFET.
Keywords in Portuguese
Microeletrônica
Transistores
Abstract in Portuguese
O Back Enhanced ou BESOI MOSFET é um Transistor de Efeito de Campo Reconfigurável (RFET) proposto e fabricado no LSI USP. Um RFET essencialmente possui regiões de fonte e dreno induzidas por campo elétrico, de modo que um único dispositivo pode alternar o seu funcionamento entre um pMOS e um nMOS. Nesse caso, as junções Schottky formadas nas regiões de fonte e dreno do dispositivo desempenham um papel importante no controle dos portadores através do dispositivo. Uma das dificuldades de utilização de maneira eficiente de um RFET é a necessidade de que as correntes dos dois modos de funcionamento sejam equilibradas, fato este que ainda não foi alcançado satisfatoriamente para o BESOI. Um fator limitante pode estar relacionado à junção Schottky formada nas regiões de fonte e dreno (NiSi/Si-p, no caso do BESOI). Neste trabalho estudou-se essas junções Schottky separadamente ao dispositivo. Fabricaram-se duas amostras de diodos Schottky para comparação. Uma das amostras (amostra A1) foi fabricada através da mesma sequência de fabricação do BESOI enquanto a outra (amostra A2) foi proposta usando uma versão alternativa a esse processo. A fabricação das amostras se diferencia na etapa de formação da junção Schottky. Na amostra A1, a deposição do filme de alumínio (Al) utilizado para formar o contato da junção, foi feita imediatamente após a deposição do níquel (Ni) sobre a lâmina de Si-p e então, após esta etapa, foi realizado o tratamento térmico com a pretensão de formar a junção NiSi/Si-p já com o contato de Al sobre a junção. Na amostra A2, o filme de Al é depositado após a formação da junção NiSi/Si-p. Observou-se que a amostra A2 comportou-se de maneira mais adequada, ou seja, como um diodo Schottky, o que indica que a má formação das junções Schottky da amostra A1 deve ocorrer também na versão original do próprio BESOI MOSFET. Portanto, a nova proposta de fabricação deverá melhorar o desempenho do BESOI. Além disso, as junções Schottky fabricadas foram caracterizadas (obtenção da altura da barreira Schottky, do inglês Schottky Barrier Height (SBH)) por meio de alguns métodos bem conhecidos na literatura. Obteve-se SBH em torno de 0,40 eV e fator de idealidade próximo de 1 para as medidas de corrente e SBH em torno de 0,44 eV para as medidas de capacitância.
Title in English
Study of Schottky junctions for application in BESOI MOSFET.
Keywords in English
BESOI
Reconfigurable transistors
RFET
Schottky junction
Abstract in English
The Back Enhanced or BESOI MOSFET is a Reconfigurable Field Effect Transistor (RFET) proposed and fabricated at LSI - USP. A RFET has essentially the source and drain regions induced by an electric field, so that a single device can alternate its operation mode between pMOS and nMOS. In this case, the Schottky junctions formed in the source and drain regions of the device play an important role in controlling the carriers through the device. One of the challenges of using a RFET efficiently is the need of the two operating modes currents to be balanced, a fact that has not been achieved satisfactorily for BESOI yet. A limiting factor may be related to the Schottky junction formed in the source and drain regions (NiSi/Si-p, in the case of BESOI). In this work, these Schottky junctions were studied separately to the device. Two samples of Schottky diodes were fabricated for comparison purpose. One of the samples (A1 sample) was fabricated using the same fabrication sequence as the BESOI while the other sample (sample A2) was proposed by using an alternative version to this process. The fabrication of the samples differ in the Schottky junction formation stage. In the A1 sample, the deposition of the aluminum (Al) film used to form junction contact was done immediately after the deposition of nickel (Ni) on the Si-p wafer, and then, after this step, heat treatment was carried out with the intention of forming the NiSi/Si-p junction, with Al contact over the junction. In the A2 sample, the Al film was deposited after the formation of the NiSi/Si-p junction. It was observed that the A2 sample behaved most appropriately, i.e., as a Schottky diode, which indicates that the bad formation of the Schottky junctions of sample A1 must also occurs in BESOI MOSFET itself. So, the new fabrication proposal may improve BESOI's performance. In addition, the fabricated Schottky junctions were characterized (obtaining the Schottky Barrier Height (SBH)) through some well-known methods in the literature. SBH value close to 0,40 eV and ideality factor close to 1 were obtained for the current measurements and SBH close to 0,44 eV for the capacitance measurements.
 
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Publishing Date
2022-11-21
 
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