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Cálculo de la corriente de tuneleo y el efecto de la temperatura usando la ecuación de Schrodinger.
URIEL ALBERTO DIAZ REYNOSO
EDMUNDO ANTONIO GUTIERREZ DOMINGUEZ
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Tunneling
Schrodinger
Current
Temperature
The calculation of quantum-mechanical tunneling, through the gate oxide, in a Metal-Oxide-Field-Effect Transistor (MOSFET), is introduced in this thesis. The calculation includes a detailed analysis of gate-oxide tunneling based on fundamental theory taking into account the Schrodinger equation, and some numerical methods to solve the equation and calculate the tunneling transmission rate. The particle-independent tunneling current is also described, which explains some phenomena that influence the calculation of the tunneling current itself; these phenomena are the space-charge effect, and the E-k relationship. The tunneling mechanism for different gate-oxide types, and its influence on the gate oxide tunneling current, is also described in chapter 4. The tunneling current for oxide materials, such as SiO2 or HfO2, in the 1-2 nm thickness range, in MOSFETs is also introduced. The effect of temperature on the quantum mechanical tunneling mechanisms, as well as on the fate oxide current itself, is shown in chapter 5. Finally, some conclusions and comments on the quantum mechanical tunneling mechanisms, and its deleterious effect on MOSFETs, are addressed.
En esta tesis se tratan temas sobre las características eléctricas de dispositivos semiconductores donde la corriente de tuneleo puede inducir un mal funcionamiento. Se analizan los principios por los cuales se da el tuneleo electrónico a través de la teoría cuántica, la ecuación de Schrodinger y se muestran algunas maneras de solucionar los problemas relacionados al cálculo de los coeficientes de transmisión, con lo cual se calcula la corriente de tuneleo en el caso particular de un transistor MOSFET. Se detalla cómo se calcula la corriente de tuneleo utilizando la teoría válida para una partícula y se incluyen algunas consideraciones que intervienen en la estimación y el cálculo de la corriente de tuneleo, como lo son, el efecto de la carga espacial y la relación entre E y k para los electrones en el interior de una estructura de un transistor MOSFET. También se analiza el tuneleo en una estructura MOS y los efectos de cambiar el óxido de silicio de la compuerta por óxido de hafnio. Se detallan algunos parámetros de los materiales que hacen que cambien la corriente de tuneleo por el efecto de la temperatura. Finalmente se hacen conclusiones y observaciones sobre los temas y resultados aquí tratados.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2017-07
Tesis de maestría
Español
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Díaz-Reynoso U.A.
MICROELECTRÓNICA. DISEÑO
Versión aceptada
acceptedVersion - Versión aceptada
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