• 14 nm
• FinFETs
• Fourier
• Self-Heating
• Synopsys Sentaurus

La continua miniaturizzazione dei circuiti integrati e la attuale propensione per la nano-elettronica ha portato a un numero sempre maggiore di livelli di integrazione con una quantità tremendamente alta di transistori assemblati su un chip avente un'area di pochi centimetri quadrati. Conseguentemente, la potenza, il calore generato e la temperatura del chip potrebbero non trovare percorsi di dissipazione adeguati attraverso i molteplici livelli in cui scorre la corrente per mantenere l'auto-riscaldamento del canale entro limiti accettabili. Il rischio è che il funzionamento di tali dispositivi possa non essere affidabile.
La tesi fornisce una prima analisi delle problematiche introdotte dai dispositivi finFET fabbricati con tecnologia d'avanguardia in termini di auto riscaldamento. Tali problematiche sono studiate tramite simulazioni numeriche basate su un principio fisico. Con simulazioni TCAD (Technology Computer Aided Design) analizzeremo le caratteristiche del dispositivo con e senza auto riscaldamento, le regioni di riscaldamento e i percorsi di raffreddamento, in modo da stabilire le sue performance.

The continued miniaturization of integrated circuits and the current trend toward nanoscale electronics led to to an increasing number of integration levels with a tremendously large number of transistors being assembled on a chip area of few square centimetres. Consequently, power densities, heat generation and chip temperatures across the multiple stacked layers where current flows may not find adequate dissipation pathways to maintain channel self-heating within acceptable limits. The risk is that the operation of such circuits can become unreliable. The thesis provides a first insight on the issues being introduced by finFET devices fabricated with advanced technology nodes in terms of self-heating effects. They are studied by means of physics based numerical simulations. By using Technology Computer Aided Design tool, we investigate the device characteristics with and without self-heating, as well as the heat generation regions and the cooling paths, in order to assess the performance.