Studio dell'elettrostatica e del trasporto di carica in dispositivi nanosheet basati su InGaAs

Negli ultimi tempi, il progresso tecnologico in ambito elettronico ha migliorato la qualità di vita dell'uomo, grazie a dispositivi sempre più piccoli, compatti e potenti. La sfida per progredire nel processo di miniaturizzazione di questi componenti è noto come scaling. Tuttavia, oggi si è raggiunto un limite nella riduzione delle dimensione dei componenti principali dei circuiti elettronici, ovvero i transistor. La prima struttura da cui iniziò lo scaling fu il MOSFET planare, passando poi al FinFET, si arrivò ai promettenti Nanosheet. Questi ultimi offrono grandi vantaggi come la riduzione della corrente di perdita e una maggiore efficienza energetica. In parallelo, è continua la ricerca di nuovi materiali per ottimizzare le caratteristiche dei transistor, in particolare di nuovi semiconduttori ad alta mobilità di elettroni e di nuovi isolanti ad elevata permittività elettrica, che permettono di aumentare lo spessore dello strato isolante mantenendo la stessa capacità. L'arseniuro di indio e gallio (InGaAs) si è dimostrato essere un ottima alternativa al silicio per i dispositivi futuri. L'obiettivo di questa tesi è di calibrare un setup TCAD di un dispositivo nanosheet basato su InGaAs fabbricato presso l'università National Yang Ming Chiao Tung di Taiwan. Grazie a loro, è stato possibile ottenere misure sperimentali reali su cui adattare il comportamento fisico del modello virtuale. Così facendo, sarà possibile ridurre i costi di fabbricazione dei dispositivi e risolvere i problemi già in fase di progetto. Il primo capitolo fornirà una panoramica sulla storia del transistor e un'introduzione della struttura a nanosheet. Il secondo e terzo capitolo, richiamano la teoria della fisica dei dispositivi a semiconduttore e descrivono come modellare i transistor nel TCAD. Infine, verranno mostrati e discussi i risultati ottenuti dalla calibrazione del modello, evidenziando i vantaggi offerti dai nanosheet in InGaAs e le tecniche avanzate di simulazione utilizzate.