Числове моделювання параметрів польових транзисторів GAA SiNWFET на основі нанодротів

Автори І.П. Бурик1 , М.М. Іващенко1 , А.О. Головня2 , Л.В. Однодворець2
Приналежність

1Конотопський інститут Сумського державного університету, пр. Миру, 24, 41615 Конотоп, Україна

2Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна

Е-mail
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 6
Дати Одержано 15 липня 2020; у відредагованій формі 21 грудня 2020; опубліковано online 25 грудня 2020
Посилання І.П. Бурик, М.М. Іващенко, А.О. Головня, Л.В. Однодворець, Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 6, 06012 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(6).06012
PACS Number(s) 85.30.De, 85.30.Tv, 73.40.Qv
Ключові слова SOI GAA SiNWFETs, Нанодроти (7) , Короткоканальні ефекти (5) , Температурні ефекти.
Анотація

Перспективним напрямом подальшого зростання рівня масштабування MOSFET транзисторів вважається застосування нанодротів Si, GaAs і ZnO та вуглецевих нанотрубок як каналів між витоком та стоком. У даній роботі представлені результати числового проектування 3D-транзисторів з п'ятьма n-каналами Sі (SiNWFET), виготовленими за технологією SOI (Silicon-on-Insulator) із затвором Gate-all-around (GAA). Структури 5-канальних GAA SiNWFET транзисторів моделюються за допомогою інструментів Silvaco TCAD. Проведено моделювання електричних характеристик, отримано допустимі значення порогової напруги, допорогового розкиду, зниження бар'єру, спричинене стоком, DIBL, сили струму витоку Ioff та коефіцієнта Ion/Ioff. Досліджено вплив температури на статичні передавальні характеристики польового транзистора, отримано типовий для MOSFET транзисторів характер залежностей: перетинання робочих характеристик для різних температур при постійній стоковій напрузі, що обумовлено зменшенням величини сили струму "switch-on" та порогової напруги внаслідок відповідного зменшення рухливості носіїв заряду та перерозподілу носіїв по енергіям, зміщенням енергії Фермі до середини забороненої зони та утворенням області збіднення біля поверхні напівпровідника при менших напруженостях електричного поля. При фіксованій напрузі на стоці 1.2 В зростання температури в інтервалі від 280 до 400 К призводить до зменшення порогової напруги Vt на 22,5 %, збільшення допорогового розкиду на 43.1 %, спадання сили струму "switch-on" на 10.7 % та зниження бар'єру, спричинене стоком, DIBL на 12.6 %.

Перелік посилань