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AlN/GaN-based MOS-HEMT technology: processing and device results
No full textProcess development of AlN/GaN MOS-HEMTs is presented, along with issues and problems concerning the fabrication processes. The developed technology uses thermally grown Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> as a gate dielectric and surface passivation for devices. Significant improvement in device performance was observed using the following techniques: (1) Ohmic contact optimisation using Al wet etch prior to Ohmic metal deposition and (2) mesa sidewall passivation. DC and RF performance of the fabricated devices will be presented and discussed in this paper
Modelo compacto de não-linearidades em transistores MOS: [dissertação]
No full textDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.Neste trabalho, é proposto um modelo compacto para não-linearidades em transistores MOS desenvolvido com base nas equações de canal curto do modelo #Advanced Compact MOSFET# (ACM). As maiores vantagens deste modelo são a simplicidade de suas equações e a forma explícita com que se determinam as nãolinearidades do transistor MOS em função do nível de inversão. Além disso, são discutidas as causas físicas de um aumento de linearidade observado em inversão moderada, chamado #Sweet Spot#. Através de medidas, concluiu-se que efeitos de segunda ordem, principalmente a saturação da velocidade dos portadores em transistores de canal curto, são as principais causas do aumento de linearidade observado. In this work, a compact model for nonlinearities in MOS transistors derived from the short-channel equations of the Advanced Compact MOSFET (ACM) is proposed. The main advantages of the referred model are simplicity of the equations and the explicit determination of the nonlinearities of the MOSFET with respect to the inversion level. In addition, the physical causes of a linearity improvement observed in moderate inversion level, called #Sweet Spot#, are discussed. The measurements shown that second order effects, principally the carrier velocity saturation in short-channel transistors, are the main causes of the linearity improvement observed
Modelo do descasamento (Mismatch) entre transistores MOS: [tese]
No full textTese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia ElétricaDiversos modelos teóricos para o descasamento entre dispositivos na tecnologia MOS foram propostos desde a década de '80, sendo que geralmente estes pecam ou pela simplicidade, sendo válidos apenas sob condições de operação específicas, ou por resultarem em expressões muito complexas, o que torna necessário o uso de pesados recursos computacionais. Esta tese propõe uma abordagem inovadora para a modelagem do descasamento dos transistores de efeito de campo de porta isolada (MOSFETs), chegando a resultados melhores e mais abrangentes que outras propostas já publicadas. Para tanto, as variações microscópicas na corrente que flui pelo dispositivo, resultado das flutuações na concentração de dopantes na região ativa, são contabilizadas levando-se em conta a natureza não-linear do transistor. O resultado é um modelo compacto que prevê o descasamento com grande exatidão e de forma contínua, em todas as condições de operação do transistor, da inversão fraca à forte, e da região linear à saturação, necessitando apenas dois parâmetros de ajuste. Duas versões de circuitos de teste foram desenvolvidas e implementadas em diversas tecnologias, como forma de se obter suporte experimental para o modelo. A versão mais avançada possibilita a caracterização elétrica, de forma totalmente automática, de um grande número de dispositivos. O uso deste modelo substitui com vantagens a tradicional simulação Monte Carlo, que exige grandes recursos computacionais e consome muito tempo, além de oferecer uma excelente ferramenta de projeto manual, como é demonstrado através do desenvolvimento de um conversor digital-analógico, cujo resultado experimental corroborou a metodologia empregada
A framework for hybrid dynamic evolutionary algorithms : multiple offspring sampling (MOS)
No full textEvolutionary Algorithms (EAs) are a set of optimization techniques that have become incredibly popular in the last decades. As they are general purpose algorithms, they have been applied to a wide range of problems, many of them from industrial or scientific disciplines. Several approaches have been proposed, each of them implementing the biological metaphor in their own particular way. This provides each of these evolutionary approaches with different search characteristics, which make them more suitable to different types of problems. This diversity of Evolutionary Algorithms makes possible to face a wider range of optimization problems. However, the selection of a particular Evolutionary Algorithm becomes a crucial decision that can determine the quality of the obtained results. Furthermore, some studies show that synergies among different Evolutionary Algorithms are possible when they are combined appropriately. The use of hybrid algorithms to deal with specific and complex real-world problems is also a fact that proves that hybridization is a powerful tool far beyond the individual algorithms. In this work, the combination of different evolutionary approaches is analyzed thanks to a framework that provides a robust and complete support for the development of Hybrid EAs. This framework is called Multiple Offspring Sampling (MOS) and is based on the key concept of a reproductive technique, which offers an abstraction of the mechanisms used by the different evolutionary approaches to create new individuals, i.e., the particular operators, parameters and encodings of the solutions present in the canonical versions of these algorithms. However, it is now the MOS framework, and not the individual algorithms, the one responsible for creating new individuals by means of the available reproductive techniques. The hybrid algorithms developed with the MOS framework can dynamically evaluate the performance of the different reproductive techniques and adjust their participation accordingly. Several strategies have been proposed for the evaluation of the quality of the techniques and the adjustment of their participation, including some of the more classic alternatives present in the literature to assess the convenience of using the mechanisms offered by MOS. Additionally, the automatic learning of these hybridization strategies by means of Reinforcement Learning mechanisms has also been studied. To conclude, the proposed framework has been tested on a set of well-known problems, from both discrete and continuous domains, obtaining statistically meaningful results confirming that an appropriate combination of different search strategies can lead to an outstading performance compared to the individual algorithms
Um modelo eficiente do transistor MOS para o projeto de circuitos VLSI: [dissertação]
No full textDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.Neste trabalho é detalhada a implementação do modelo ACM do transistor MOS no simulador elétrico ELDO (Mentor Graphics). O código foi escrito em linguagem C utilizando a ferramenta UDM (User Definable Model). A carga de inversão é calculada a partir da equação de carga UCCM utilizando um algoritmo que resolve esta equação com apenas uma iteração e com um erro relativo menor do que 10-7. Através de simulações, o modelo implementado foi confrontado com os demais modelos da nova geração (HiSIM, EKV, BSIM5, SP, MM1 e PSP) tanto no que diz respeito à sua qualidade (simetria, cargas e parâmetros de pequenos sinais) como também no que diz respeito à velocidade da simulação. Os resultados mostram que o modelo ACM é uma poderosa e útil ferramenta para simulação e projeto à mão, pois é constituído por equações compactas e precisas, além de possuir um número reduzido de parâmetros
The impact of low energy proton damage on the operational characteristics of EPIC-MOS CCDs
No full textThe University of Tübingen 3.5 MeV Van de Graaf accelerator facility was used to investigate the effect of low energy protons on the performance of the European Photon Imaging Camera (EPIC), metal–oxide semiconductor (MOS), charge coupled devices (CCDs). Two CCDs were irradiated in different parts of their detecting areas using different proton spectra and dose rates. Iron-55 was the calibration source in all cases and was used to measure any increases in charge transfer inefficiency (CTI) and spectral resolution of the CCDs. Additional changes in the CCD bright pixel table and changes in the low X-ray energy response of the device were examined.
The Monte Carlo code Stopping Range of Ions in Matter (SRIM) was used to model the effect of a 10 MeV equivalent fluence of protons interacting with the CCD. Since the non-ionising energy loss (NIEL) function could not be applied effectively at such low proton energies. From the 10 MeV values, the expected CTI degradation could be calculated and then compared to the measured CTI changes
Comparison of BSIM3v2 and MOS MODEL 9
No full textThis report presents the results of parameter extraction for a 0.8#m CMOS process using a commercially available MOS model, BSIM3v2. A comparison of the performance of BSIM3v2 and the Philips model, MOS Model 9, is subsequently presented
Transistores MOS compostos de baixa condutancia de saida e alta frequencia de ganho unitario
No full textDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico. Inclui apendiceEste trabalho apresenta uma estrutura de transistor MOS composto, formado pela associação em série de dois transistores, sendo que o transistor conectado no terminal de dreno é mais largo do que o transistor conectado no lado da fonte. É mostrado que esta estrutura apresenta características DC idênticas as de um transistor canal longo de largura uniforme. Este transistor composto têmduas grandes vantagens sobre o transistor canal longo equivalente de largura uniforme: economia considerável de área de silício e uma freqüência de ganho unitário mais elevada. Esta estrutura pode ser utilizada para a integração de circuitos analógicos que necessitem de altas velocidade e baixas tensões. A técnica proposta é particularmente adequada para o projeto de circuitos analógicos utilizando a metodologia de "gate-arrays" ("sea-of-transistor")
MOS Capacitors, MOS Transistors, and Charge-Transfer Devices
No full textThe chapter has two main parts: the first one addresses the functioning of the MOS capacitor and MOS transistor, considering the case of a p-type substrate. The description of the MOS capacitor is extended to that of the photocapacitor, to be later applied to the case of solid-state imagers. The transistor structure considered in this chapter is simple (i.e., planar); the analysis, however, is carried out in detail, leading to models for the drain current applicable to different functioning regimes of the channel (depletion, weak and strong inversion, saturation). From this, the simpler linear-parabolic model is derived, for both the p- and n-type substrates, necessary to set up the elementary theory of the CMOS inverter. A brief analysis of the scaling rules for MOSFETs is carried out as well. The second part illustrates the functioning of two important types of charge-transfer devices, CCD and CID, along with some applications, of which the most important are in the field of optical sensing. The architecture of imagers using CCD or CID is illustrated, and different aspects of their performance are analyzed
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