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

Para continuar mejorando exponencialmente las prestaciones de los circuitos integrados, se requiere continuar escalando el transistor MOS y las condiciones de polarización. En este proyecto proponemos estudiar algunos temas importantes relacionados con dicho escalado en el intervalo que va desde los 100 nm ( el próximo nodo tecnológico) al límite de los 10 nm de longitud de canal. Consideraremos aspectos relacionados con el transporte electrónico y la simulación del dispositivo, con la evaluación de las prestaciones del MOSFET, con la modelización compacta y con la fiabilidad. Nuestro estudio se centrará en el MOSFET de doble puerta, que actualmente se considera una de las alternativas más viables para el régimen sub-100 nm. En el ámbito del transporte, centraremos la atención en el estudio de las prestaciones dinámicas (alta frecuencia y ruido) mediante simulación Monte Carlo cuántica. Empezaremos estudiando el ruido en dispositivos de heteroestructura unidimensionales utilizando trayectorias de Bohm exactas para posteriormente extender el análisis al caso del transporte bidimensional del MOSFET, desarrollando un modelo aproximado de trayectorias. En cuanto a la evaluación de prestaciones, incidiremos sobre todo en las prestaciones para aplicaciones analógicas y de alta frecuencia, proponiendo un diseño de transistor que cumpla las especificaciones de International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) para "Mixed Signal Systems", y estudiando las cifras de mérito de varios subcírculos analógicos de importancia crítica. Como resultado de la simulación del MOSFET, se propone asimismo el desarrollo de un modelo compacto basado en la formulación de Landauer. Por último, se estudiará la fiabilidad del MOSFET con óxidos de espesor entre 1 y 2 nm, considerando los principales mecanismos de fallo (ruptura dieléctrica y degradación de la tensión umbral), definiendo criterios de fallo del dispositivo y desarrollando una metodología de fiabilidad flexible qu