Ensayo de circuitos microelectrónicos a temperaturas elevadas
La tecnología de silicio sobre aislante (SOI) está bien asentada como método viable para la sustitución de sustratos convencionales de silicio (Si) en bloque en la fabricación de estructuras metal-óxido-semiconductor complementario (CMOS). Además, la tecnología SOI, que brinda un aislamiento dieléctrico y una reducción considerable de la corriente de fuga, se ha erigido en la opción preferente al diseñar sistemas electrónicos heterogéneos. El objetivo último del proyecto ATHIS era garantizar la fiabilidad de los transistores CMOS fabricados con esta tecnología en condiciones de funcionamiento bajo las cuales no se pueden emplear las tecnologías convencionales de semiconductores. Científicos de la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica), asociada al proyecto, realizaron ensayos con transistores de semiconductores de metal-óxido-semiconductor difundidos lateralmente (LDMOS) a temperaturas elevadas, como las que se encuentran en el interior de un motor moderno. Para sustentar los resultados de las simulaciones numéricas de los dispositivos, se fabricó una estructura de transistor LDMOS sobre láminas extremadamente delgadas de SOI de menos de 80nm de grosor. Este es el primer estudio cualitativo de los fenómenos físicos que deterioran las características de salida de transistores LDMOS sobre películas SOI ultradelgadas. De hecho, se observaron efectos parásitos distintos a tensiones bajas y altas de la puerta frontal: respectivamente, el efecto de acodamiento (kink effect) y una cuasi-saturación. Los resultados de las simulaciones numéricas bidimensionales realizadas en la plataforma ATLAS de Silvaco mostraron con claridad que ambos efectos se deben tener presentes a fin de mejorar la tensión de ruptura. Partiendo de los resultados obtenidos en las simulaciones y los experimentos, se determinó el valor óptimo de parámetros geométricos como la longitud y el dopaje de la zona de arrastre así como la longitud de la placa de campo. Las ventajas y desventajas de las distintas características de los transistores LDMOS son objeto de estudio a fin de mejorar su rendimiento.
