Проектування та аналіз безперехідного пристрою VTFET для сенсорних додатків

Автори Anwesh1, Divakaran S.1, Ravi Prakash Dwivedi1 , Yogendra Singh2, Lucky Agarwal1
Приналежність

1School of Electronics Engineering, Vellore Institute of Technology, Chennai, 600127, India

2IMD, Ministry of Earth Science, Shivaji Nagar Pune, 400050, India

Е-mail ravieciit@gmail.com
Випуск Том 14, Рік 2022, Номер 3
Дати Одержано 29 березня 2021; у відредагованій формі 23 червня 2022; опубліковано online 30 червня 2022
Посилання Anwesh, Divakaran S., Ravi Prakash Dwivedi, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 3, 03019 (2022)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.14(3).03019
PACS Number(s) 87.85.fk
Ключові слова TFET (10) , Біосенсор (5) , Безперехідний (4) , Підпорогове коливання (4) .
Анотація

У роботі повідомляється про стратегію діелектричної модуляції структури TFET для покращення зондування біомолекул. Безперехідна структура TFET запропонована для спрощення процесу виготовлення. Метали з певними роботами виходу електронів осаджуються на ділянках джерела та стоку для накопичення носіїв заряду та створення переходу. Для покращення ємності затвора використовується діелектричний high-k матеріал (HfO2). Експлуатаційні параметри пристрою визначаються співвідношенням струмів у вимкненому стані до увімкненого (IOFF/ION) і підпороговим коливанням (SS). Далі конструкцію роблять вертикальною для підсилення електричного поля, отже іонний струм збільшується до 10 – 4 А/мкм. Для покращення області захоплення біосенсора зроблена нанопорожнина біля нерухомого затвора. Моделі TCAD моделюються для діапазону чутливості шляхом заповнення біосенсора нейтральними/зарядженими біомолекулами з різними діелектричними сталими. Завдяки спільному впровадженню вертикального та бічного тунелювання чутливість пропонованого біосенсора зросла до 108. Струм стоку збільшувався зі збільшенням позитивного заряду та зменшувався зі збільшенням негативного заряду біомолекул. Чутливість у запропонованій структурі зросла в 104 рази порівняно з чутливістю, про яку повідомлялося в літературі. Це показує, що пропонований біосенсор може бути інтегрований з твердотільною схемою для використання в розумній електроніці.

Перелік посилань