Estudio estadístico de fluctuaciones en transistores MOSFET multipuerta ultraescalados

Los transistores basados en tecnología MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) son fundamentales en el desarrollo de dispositivos electrónicos domésticos e industriales, siendo base de las unidades de memoria y procesamiento computacionales. La reducción de tamaño de estos dispositivos ha seguido la denominada Ley de Moore, hasta que numerosas dificultades de carácter físico han aparecido fruto de la pequeña dimensionalidad de estos dispositivos. Además de los errores derivados de la fabricación, existen procesos de carácter físico como la naturaleza discreta del átomo, el efecto túnel o el confinamiento cuántico, que producen desviaciones respecto al comportamiento ideal del dispositivo. Las dimensiones de los dispositivos actuales y el planteamiento de nuevas arquitecturas dificulta la metodología clásica de prueba y error, haciendo imprescindible el uso de nuevas herramientas para su desarrollo como el diseño asistido por computador o TCAD. En este contexto se estudiará el impacto de diferentes fuentes de variabilidad (granularidad metálica, rugosidad superficial, rugosidad de puerta o fluctuaciones por dopantes aleatorios) sobre diferentes arquitecturas MOSFET (FinFET, nanowire FET y nanosheet FET). El trabajo consistirá en el diseño y simulación 3D de estos dispositivos aplicando la metodología TCAD, junto con su posterior tratamiento y análisis de datos a través de la realización de estudios estadísticos de variabilidad y desarrollo de modelos empíricos. Todo esto tendrá el fin de determinar que arquitecturas son más ventajosas frente a determinadas fuentes de variabilidad de cara a los futuros nodos tecnológicos.

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