EE896 - Tópicos Avançados em Engenharia Elétrica
Turma: V -
Período: 2/2026 -
Tipo Período: 2o. semestre -
Disciplina:
Eletiva 4 créditos.
-
Idioma: Português
Acompanha Pós:
IE327
- Tópicos Especiais em Microeletrônica III
Tema: Simulação TCAD de Dispositivos MOS e Processos de Fabricação em Microeletrônica
Ementa: Introdução às ferramentas de TCAD aplicadas à microeletrônica. Fundamentos físicos e numéricos da simulação de dispositivos semicondutores. Modelagem e simulação de processos de fabricação CMOS. Simulação bidimensional de transistores MOS utilizando ferramentas TCAD. Etapas de fabricação: oxidação, difusão, implantação iônica, deposição, corrosão e metalização. Extração de parâmetros elétricos de dispositivos MOS. Simulação elétrica de dispositivos semicondutores. Influência de parâmetros tecnológicos no desempenho elétrico do transistor. Estudos de escalabilidade, efeitos de canal curto e variabilidade tecnológica. Integração entre simulações de processos e elétricas de dispositivos. (Recomenda-se fortemente que a disciplina de Simulação TCAD de Processos de Fabricação seja cursada concomitantemente à disciplina de Tecnologia de Circuitos Integrados (IE521), uma vez que os conceitos físicos, tecnológicos e de dispositivos utilizados nas atividades de simulação dependem diretamente dos fundamentos abordados em IE521)
Conteúdo Programático: 1. Introdução ao TCAD • Conceitos gerais de TCAD • Fluxo de desenvolvimento em microeletrônica • Ferramentas de simulação de processo e dispositivo • Introdução ao ambiente Silvaco 2. Fundamentos Físicos dos Dispositivos Semicondutores • Estrutura cristalina do silício • Bandas de energia • Transporte de portadores • Recombinação e geração • Equações fundamentais dos semicondutores 3. Simulação de Processos de Fabricação CMOS • Oxidação térmica • Difusão de dopantes • Implantação iônica • Processos térmicos • Deposição de filmes finos • Litografia e corrosão • Formação de poço, gate e source/drain 5. Simulação de Transistores MOS • Estrutura MOS • Formação do canal • Curvas IDS × VGS e IDS × VDS • Tensão de limiar • Mobilidade • Correntes de fuga 6. Extração e Análise de Parâmetros • Extração de VT • Transcondutância • Subthreshold slope • DIBL • Resistências parasitas • Capacitâncias intrínsecas 7. Efeitos Avançados em Dispositivos MOS • Efeitos de canal curto • Hot carriers • Tunelamento • Variabilidade de processo • Escalabilidade tecnológica 8. Integração Processo–Dispositivo • Simulação completa de fluxo CMOS • Correlação entre processo e desempenho elétrico • Estudos de otimização tecnológica 9. Projeto Final / Estudos de Caso • Desenvolvimento de estrutura MOS simulada • Comparação entre diferentes tecnologias • Análise de desempenho elétrico • Relatório técnico e apresentação
Plano de Desenvolvimento: Tema: Simulação TCAD de Dispositivos MOS e Processos de Fabricação em Microeletrônica
Recomenda-se fortemente que a disciplina de Simulação TCAD de Processos de Fabricação seja cursada concomitantemente à disciplina de Tecnologia de Circuitos Integrados (IE521), uma vez que os conceitos físicos, tecnológicos e de dispositivos utilizados nas atividades de simulação dependem diretamente dos fundamentos abordados em IE521.
Conforme IN CCG nº 02/2025 - Cláusula de Honestidade e Lisura Acadêmica
Todas as atividades relacionadas às disciplinas devem ser realizadas em conformidade com as orientações fornecidas pelos docentes e com o devido rigor ético.
Caso o(a) docente responsável, no exercício de sua liberdade de cátedra, forme convicção acerca da ausência de lisura ou de condições adequadas para a realização da atividade avaliativa, poderá atribuir nota zero, seja para a atividade única ou, conforme o caso, para o conjunto de atividades do semestre. A ocorrência deverá ser fundamentada e comunicada à Coordenação de Curso de Graduação, podendo o(a) estudante estar sujeito a processo administrativo.
Bibliografia: 1. PLUMMER, J. D.; DEAL, M. D.; GRIFFIN, P. B. Silicon VLSI Technology: Fundamentals, Practice and Modeling. Prentice Hall. 2. TSIVIDIS, Y.; MCCREARY, C. Operation and Modeling of the MOS Transistor. Oxford University Press. 3. SELBERHERR, S. Analysis and Simulation of Semiconductor Devices. Springer. 4. SILVACO International. ATLAS User’s Manual. Silvaco Inc. 5. SILVACO International. ATHENA User’s Manual. Silvaco Inc.
Critério de Avaliação: Apresentação de trabalhos Realização de projetos
Bibliografia complementar: n/a