Електричні та температурні характеристики транзисторів з каналом у вигляді вуглецевої нанотрубки

Автори І.І.П. Бурик1, І.М. Мартиненко2 , Л.В. Однодворець2 , Я.В. Хижня2 , Н.І. Шумакова2 , М.П. Бурик3
Приналежність

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

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

3Національний технічний університет «Київський політехнічний університет імені Ігоря Сікорського», проспект Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна

Е-mail l.odnodvorets@aph.sumdu.edu.ua
Випуск Том 14, Рік 2022, Номер 1
Дати Одержано 07 грудня 2021; у відредагованій формі 24 лютого 2022; опубліковано online 28 лютого 2022
Посилання І.І.П. Бурик, І.М. Мартиненко, Л.В. Однодворець, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 1, 01024 (2022)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.14(1).01024
PACS Number(s) 85.60.Bt, 78.20.Bh, 73.61.Ga
Ключові слова GAA CNTFET, Моделювання (75) , Симуляція, Температурні коефіцієнти електричних параметрів.
Анотація

Вуглецеві нанотрубки (CNTs) – перспективні матеріали для формування каналів польових транзисторів (FETs) завдяки їх відмінним електричним, термічним та механічним властивостям. Висока продуктивність, низьке енергоспоживання, мінімізація впливу короткоканальних ефектів обумовлюють значний практичний інтерес насамперед до коаксіальних CNTFETs. У роботі наведені результати числового моделювання коаксіальних структур CNTFETs із затворами типу Gate-all-around (GAA), які були змодельовані з використанням інструментів Silvaco TCAD для дослідження їх електричних параметрів. У рамках дрейф-дифузійної моделі транспорту із врахуванням квантового потенціалу Бома продемонстровано відмінні характеристики для тривимірних моделей, зокрема, отримано допустимі значення порогової напруги, допорогового розсіювання, струму «включення», струму витоку та коефіцієнта підсилення. Досліджено вплив температури на вказані електричні параметри при малих напругах зміщення, отримано типовий характер температурних залежностей для напівпровідникових приладів. Установлено, що величини порогової напруги і допорогового розсіювання зменшуються та збільшуються, відповідно, із зростанням температури від 250 до 500 К. Поряд з цим фіксується незначне спадання струму ввімкнення на 1,6 % у заданому інтервалі температур при напрузі джерела VDD = –1,0 В. Термічна стійкість транзисторних напівпровідникових структур була оцінена на основі визначених температурних коефіцієнтів βVt, βSS, βIon та βIoff, які при напрузі VDS = 0,10 В мали значення 3,2×10 – 4 К – 1, 3,2×10 – 3 К – 1, – 6,2×10 – 5 К – 1 та 1,0×10 – 4 К – 1.

Перелік посилань