IE733 – Prof. Jacobus 4a Aula Potenciais de Contato e Introdução ao MOSFET.
Potencial de Contato Metal-metal: Metal - M(eV) Ag 5.1 Al 4.1 Au 5.0 Cu 4.7 Mg 3.4 Ni 5.6 Pd 5.1 Pt 5.7
Metal-Si
onde:
Da condição de contorno, (0)=0, obtemos:
Com aplicação de tensão:
Formação de contato ôhmico: a) M < S
b) Barreira estreita – Si com alta dopagem:
Nomenclatura de Tsividis: Potencial de contato: J1,J2= J1-J2, (onde =potencial) Caso J1 < J2, (onde =energia=função trabalho):
Tsivides adota o Si intínseco como referência. Material Potencial de contato - J Ag -0.4 Au -0.3 Cu 0.0 Ni +0.15 Al +0.6 Mg +1.35 Si-p+ -0.56 Si-n+ +0.56 Si extrín -F Si intrín
Conhecendo os valores de J em relação ao Si intrínseco, Podemos calcular J1,J2 entre dois materiais quaisquer:
Exemplos: Potencial de contato de Al p/ Si-p (NA=1015 cm-3) Potencial de contato de Si-p (NA= 1014 cm-3) p/ Si-n (ND=1016 cm-3)
Vários materiais em série: Medida com voltímetro: Inserindo uma fonte de tensão:
Introdução ao Transistor MOS Lilienfeld, 1928 – um homem muito à frente do seu tempo!
D. Kahng e M. Atalla, 1960 Realização Prática
CMOS = nMOS + pMOS Algumas características: W = WM-W L = LM-L IG 0 IJR 1 pA/área mínima em RT (aumenta ~ 2x a cada 8 a 10 C) VDS < BV
Descrição Qualitativa do MOSFET
Analogia de Dinâmica de Fluidos MOSFET Fluídica elétrons moléculas de H2O corrente fluxo de água fonte/dreno 2 tanques cheios (níveis controlados externamente) canal superfície de um pistão porta, VG alça do pistão
Para VGS < VT superfície do pistão > nível da fonte: ns(elétrons) moléculas vapor IDS fluxo H2O (por difusão) nH2O(h) e-h Portanto: fluxo e-h
Características de MOSFET Tensão de limiar clássica: