Caracterízación eléctrica de nano-mosfets en tecnología SOI

Abstract

La tecnología MOS ha causado un enorme impacto económico y una gran expansión de diferentes áreas de la tecnología a nivel mundial (por ejemplo los teléfonos inteligentes, tabletas, laptops, memorias, entre otros), todo ello la ha posicionado como la más importante en el campo de la micro y nanoelectrónica. Esta tecnología ha mejorado en diseño y desempeño con el paso de los años y progresivamente ha disminuido las dimensiones de los dispositivos. Estos avances han implicado grandes esfuerzos de investigación para mantener una alta calidad y un bajo costo de fabricación. En el Capítulo 1 de esta tesis se examinan los fundamentos de la tecnología MOS, su clasificación, estructura y principios de funcionamiento. Las mejoras en los dispositivos y la reducción de sus dimensiones, aunque muy beneficiosos, también presentan nuevos retos para los diseñadores. Estos retos se deben a efectos, antes despreciados, que se vuelven relevantes a las nuevas escalas nanométricas de trabajo como el efecto de canal corto y el aumento de la corriente de fuga de la compuerta. Estos efectos son explicados juntamente con las soluciones que se han planteado para compensarlos, por ejemplo la tecnología SOI y el reemplazo del dieléctrico aislante. A continuación, se aborda el tema de la caracterización eléctrica y en el Capítulo 2 una descripción sobre la metodología utilizada para identificar los parámetros importantes de los dispositivos. El objetivo es realizar una extensa caracterización eléctrica, con poca distorsión y mayor fiabilidad, de dispositivos MOSFET con arquitectura ultra delgada para aplicaciones de alta velocidad y bajo consumo de potencia. Consecutivamente, esta tesis presenta en el Capítulo 3 los resultados experimentales obtenidos para dispositivos MOSFET SOI FD y la comparación de los parámetros eléctricos hallados entre los distintos dieléctricos utilizados. Posteriormente, se presenta una discusión de los resultados en el Capítulo 4 y se analiza si su comportamiento se encuentra en conformidad con la teoría y literatura científica. Finalmente, en el Capítulo 5 se sintetizan las conclusiones alcanzadas a través de la caracterización y análisis de los parámetros eléctricos extraídos, al mismo tiempo que se evocan ciertos retos y dificultades que deberán considerarse en investigaciones futuras.