• Bulk-FinFET
• Compact model
• FinFET arrays
• Overheating
• Thermal resistance

Il self-heating nei dispositivi finFET avanzati su scala nanometrica sta diventando una seria preoccupazione per le applicazioni di elettronica analogica di precisione, ad esempio negli amplificatori di potenza RF per applicazioni 5G/6G in cui vengono adottati schemi di modulazione complessi. I modelli compatti di self-heating attualmente disponibili sono per lo più empirici e si basano su approssimazioni piuttosto grossolane della fisica del dispositivo. Inoltre, non sono accompagnati da procedure univoche per l'identificazione dei parametri del modello.
L'obiettivo principale di questa tesi è sviluppare e convalidare un nuovo modello compatto per prevedere il surriscaldamento di un dispositivo di potenza Bulk-FinFET multiFin e multiFinger, e convalidare strategie di estrazione dei parametri che si prestino a semplici implementazioni in laboratorio e in fabbrica.
In particolare, vengono proposti due metodi di identificazione dei parametri per la costruzione del modello.
Il nuovo modello può essere utilizzato per calcolare la resistenza termica totale media degli array Bulk-FinFET e la sovratemperatura in funzione del punto di polarizzazione. Il modello e i suoi parametri sono stati ricavati dall'analisi di simulazioni agli elementi finiti, molto impegnative dal punto di vista computazionale, di strutture complesse con un numero variabile di Fin e Finger, nonché con diverse caratteristiche strutturali e fisiche.
Il risultato è un modello compatto, affidabile e basato sulla fisica, che può essere utile per prevedere il surriscaldamento in condizioni statiche (DC).

Self-heating in advanced nanoscale finFET devices are becoming a serious concern for precision analog electronics applications, e.g. in RF power amplifiers for 5G/6G applications where complex modulation schemes are adopted. The compact models of self heating currently available are mostly empirical and rely on rather crude approximations of the device physics. Furthermore, they do not come with present unambiguous procedures to for identifying the model parameters. The main objetive of this thesis is to develop and validate a new compact model to predict the overheating of a multiFin and multiFinger Bulk-FinFET power device, and to validate parameter extraction strategies amenable to simple implementations in the lab and in the fab.. In particular, two parameter identification methods for constructing the model are proposed. The new model can be used to calculate the average total thermal resistance of Bulk-FinFET arrays and the overtemperature as a function of the bias point. The model and its parameters are derived from the analysis of computationally demanding finite element simulations of complex structures with varying numbers of Fin and Finger, as well as different structural and physical characteristics. As a result, a reliable and physics-based compact model is obtained which can be helpful to predict overheating in static (DC) conditions.