México
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Inestabilidad debido a polarización y temperatura en circuitos integrados nanométricos
Autor
ALEJANDRO CAMPOS CRUZ
Resumen
Con la continua evolución de las familias tecnológicas, los investigadores se
enfrentan a nuevos desafíos para la compensación y limitación de los fenómenos
nocivos que afectan el funcionamiento de los dispositivos electrónicos. Algunos de
estos efectos perjudiciales degradan periódicamente el rendimiento de los transistores
MOSFET debido a las elevadas condiciones de operación a las que se encuentran
sujetas como consecuencia a la creciente demanda comercial por gadgets con mayor
número de aplicaciones y menor tamaño; mientras que otros fenómenos amenazan
con la destrucción del dispositivo(s) electrónico(s) en cuestión.
En los últimos años, con la reducción del espesor del dieléctrico de compuerta
cuya finalidad es mantener el ritmo del escalamiento de los dispositivos MOSFET
como lo indica la Ley de Moore, la cual establece que aproximadamente cada dos
años las dimensiones físicas de los transistores deben reducirse de forma que en
la misma área se pueda tener el doble de transistores, ha surgido la necesidad del
uso de materiales de compuerta alternativos que permitan continuar la proyección
de la miniaturización de los dispositivos electrónicos, al tiempo que se reducen las
corrientes de fuga dentro de la estructura MOSFET. Debido al agresivo escalamiento
tecnológico, los efectos de degradación se han vuelto cada vez más pronunciados, al
punto de que ya no pueden ser ignorados. En la actualidad, la confiabilidad de los
transistores MOSFET y circuitos integrados es un área en continuo crecimiento, cuya
finalidad es asegurar que el tiempo de vida de los transistores MOS no se reduzca,
aún bajo condiciones de operación cada vez más extremas.
La técnica de escalamiento a campos constantes, en teoría, permite la miniaturización de los transistores si los campos eléctricos internos del dispositivo se mantienen
sin cambios; a pesar de que es posible reducir las dimensiones físicas de los MOSFET, en tecnología convencional de silicio (L > 90nm), el potencial de alimentación no
puede reducirse de forma tan arbitraria, por lo que el campo eléctrico vertical entre
la compuerta y el substrato aumentarla, al igual que aumentarán las corrientes que
deberán manejar las interconexiones metálicas entre dispositivos.
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