Simulació, modelització i fiabilitat de MOSFETs amb dimensions sub-100nm

Per a continuar millorant exponencialment les prestacions dels circuits integrats, es requereix continuar escalant el transistor MOS i les condicions de polarització. En aquest projecte proposem estudiar alguns temes importants relacionats amb dita escalada en l'interval que va des dels 100 nm ( el pròxim node tecnològic) al límit dels 10 nm de longitud de canal. Considerarem aspectes relacionats amb el transport electrònic i la simulació del dispositiu, amb l'avaluació de les prestacions del MOSFET, amb la modelització compacta i amb la fiabilitat. El nostre estudi se centrarà en el MOSFET de doble porta, que actualment es considera una de les alternatives més viables per al règim sub-100 nm. En l'àmbit del transport, centrarem l'atenció en l'estudi de les prestacions dinàmiques (alta freqüència i soroll) mitjançant simulació Forest Carlo quàntica. Començarem estudiant el soroll en dispositius de heteroestructura unidimensionals utilitzant trajectòries de Bohm exactes per a posteriorment estendre l'anàlisi al cas del transport bidimensional del MOSFET, desenvolupant un model aproximat de trajectòries. Quant a l'avaluació de prestacions, incidirem sobretot en les prestacions per a aplicacions analògiques i d'alta freqüència, proposant un disseny de transistor que compleixi les especificacions de International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) per a "Mixed Signal Systems", i estudiant les xifres de mèrit de diversos subcercles analògics d'importància crítica. Com resultat de la simulació del MOSFET, es proposa així mateix el desenvolupament d'un model compacte basat en la formulació de Landauer. Finalment, s'estudiarà la fiabilitat del MOSFET amb òxids d'espessor entre 1 i 2 nm, considerant els principals mecanismes de fallada (ruptura dielèctrica i degradació de la tensió llindar), definint criteris de fallada del dispositiu i desenvolupant una metodologia de fiabilitat flexible que permeti la caracterització de la tecnologia i la predicció de f