EXTRAÇÃO DE PARÂMETROSProcedimento e análise

Gustavo Naspolini &Thiago J Oliveira

Agenda

•Introdução

•Comparativo do método proposto

•Equacionamento

•Considerações & Simplificações

•Obtenção dos parâmetros IS,VT0,µ e n

•Caracterização Prática

•Resultados

•novo circuito para extração

•quatro terminais isolados

•VSB ≠ 0

•VDS constante

•região de operação: linear

•VGB constante

•Gno ≠ gmg

Na extração por gmg o n está presente:

•expressão conhecida

•válida para todas as regiões

•n varia com VG

Com o circuito e método propostos define-se

um novo ganho (transcondutância) ID/VX:

Transcondutâncias em função do nível de inversão

Usando a definição Gno anterior:

Desenvolvendo para ID=IS(if - ir)

Desta forma o n desaparece da equação

correspondente:

Considerando região linear,

•if =0, Gnomax, 1/Øt

•if =3, Gnomax /2

Como extrair IS, VT0, a mobilidade e o slope factor.

Limiar depende do n

O Is pode ser extraído da mesma forma anterior.

Observando ID para o ponto VX onde if=3, ou seja,

Gno/ID = 0.5310*1/Øt, = 20.6

•O circuito é repetido para

diferentes VG.

•IS(VG).

Para cada VG diferente um valor de VP para if =3 é extraído.

Esta curva é fundamental para obtenção do slope factor.

•Sabendo o n temos VT0

•Para VG =1, n=1.239

•VP = 0.3674

•VT0=544mV

•VT processo = 0.53V

•IS/n = 6.1µA

•Podemos extrair também a mobilidade em função de VG

Transistor sob caracterização prática

• transistor W1N do chip MOSIS 69728• características segundo o data sheet*:

– tecnologia: TSMC 0.35 (SCN035)– canal: N– lambda (λ): 0,2– design rule: SCMOS_SUBM– número de canais em paralelo (N): 150– largura de canal (W): 5λ = 1,0μm– comprimento de canal (L): 6λ = 1,2μm– razão de aspecto nominal (N*W/L): 125– todos os terminais isolados

*MOSIS 69728 – A set of multi-dimension MOS transistors for device characterization ftp://ftp.mosis.org/pub/mosis/vendors/tsmc-035/t42u_mm_epi-params.txt

G

S

D

B

+-

SMU2=cte0,2V0,4V0,6V0,8V1,0V1,2V1,5V2,0V

SMU1=[0;1,8V]

+-

SMU1’=SMU1+13mVVSU1=0V(GND)

guard ring do chipGND: VSU1 = 0VVDD: VSU2 = 3,3V

• equipamento: analisador de parâmetros de semicondutores de precisão Agilent 4156C

• controle através da interface GPIB por um script Matlab• SMU1 = sweep de 0V a 1,8V (1000 passos de 1,8mV)• SMU1’ = offset de 13mV sobre o nó SMU1

Montagem no analisador

•Plot das curvas de ID por VX para 8 diferentes valores de VG

•Curva Gno para VG = 1V

•Mesma Curva com plot invertido.

•Resultados para VG=1V

•n foi obtido somente com 2 pontos de VG (1,0 ; 0,8)