Ефект впливу довжини каналу на порогові характеристики безперехідних циліндричних польових транзисторів із затвором з діелектриків з високою проникністю

Автори Fairouz Lagraf1 , 2 , Djamil Rechem3 , 4 , Kamel Guergouri1 , Mourad Zaabat1
Приналежність

1Laboratory of Active Components and Materials, University Larbi Ben M’hidi Oum El Bouaghi, 4000, Algeria

2Faculty of Exact Sciences, Natural and Life Science, University Larbi Ben M’hidi Oum El Bouaghi, 4000, Algeria

3Laboratory of Materials and Structure of Electromechanical Systems and their Reliability, University Larbi Ben M’hidi Oum El Bouaghi, 4000, Algeria

4Department of Electrical Engineering, Faculty of Sciences and Applied Sciences, University Larbi Ben M’hidi Oum El Bouaghi, 4000, Algeria

Е-mail fairouzph@gmail.com
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 2
Дати Одержано 19 січня 2019; у відредагованій формі 03 квітня 2019; опубліковано online 15 квітня 2019
Посилання Fairouz Lagraf, Djamil Rechem, Kamel Guergouri, et al., J. Nano- Electron. Phys. 11 No 2, 02011 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(2).02011
PACS Number(s) 87.16.A, 85.30.Tv
Ключові слова Безперехідні MOSFET (2) , Ефект довжини каналу (2) , Діелектрики з високою проникністю (2) , Моделювання нанорозмірних пристроїв (2) .
Анотація

Інтенсивне зменшення довжини каналу для польового транзистора з контактом метал-напівпровідник у якості затвору (MOSFET) накладає значні обмеження, зокрема, на управління ефектами короткого каналу в нанорозмірних MOSFET. Ці обмеження можуть погіршити продуктивність пристрою, що визначає межі мініатюризації MOSFET в наноелектронних приладах. Для того щоб зменшити вплив ефектів короткого каналу, було повідомлено про ряд нових конфігурацій. Завдяки більш високим можливостям масштабування, в майбутньому очікуються польові транзистори з двома затворами (DG-MOSFET). Однак, при постійній мініатюризації інші серйозні проблеми, пов'язані з максимальною дисипацією потужності та вартістю виготовлення, все ще зберігаються внаслідок високих витрат, які використовуються для розробки p-n-переходів. Нещодавно була запропонована нова конструкція під назвою безперехідний MOSFET без переходів джерело/сток, що є відмінною альтернативою звичайним MOSFET. Основною перевагою цієї структури є посилена процедура виготовлення шляхом усунення p-n-переходів. У даній роботі досліджено вплив довжини каналу та матеріалів високої щільності на підпорогові характеристики безперехідних циліндричних польових транзисторів (JLTMCSG-MOSFET) з високоелектричними діелектриками затворів та пробними матеріалами з використанням двовимірної аналітичної моделі. Ця модель базується на розв'язанні рівняння Пуассона в безперервних циліндричних областях використовуючи метод суперпозиції, де для отримання точного розв’язку використовувалися ряд Фур'є-Бесселя та метод сепарації. Продуктивність JLTMCSG-MOSFET малої потужності досліджено з точки зору розподілу поверхневого потенціалу, електричного поля, підпорогового струму, зниження індукованого стоком бар'єру, підпорогового нахилу і порогової напруги. Це дослідження проводиться в широкому діапазоні довжин каналів і з використанням високоелектричних затворів. Дане дослідження підтверджує, що використана аналітична модель корисна не тільки для моделювання схем, а й для проектування та оптимізації пристроїв як для логічних, так і для аналогових радіочастотних схем.

Перелік посилань