ترانزیستورهای اثر میدان نانو مقیاس SOI FETs نانو لوله کربنی

ترانزیستورهای اثر میدان نانو مقیاس SOI FETs نانو لوله کربنی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه برق – الکترونیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

ترانزیستورهای اثر میدان نانو مقیاس SOI FETs نانو لوله کربنی

مدل سازی ترانزیستورهای اثر میدان نانو مقیاس:

حجم – فوق باریک SOI FETs در برابر ترانزیستورهای اثر میدان (FET ها) نانو لوله کربنی

مقدمه

کوچک سازی اندازه های ابزارهای الکترونیک بعنوان یک استراتژی اصلی برای ارتقای عملکردهای مرتبط با مجتمع سازى در مقیاس بزرگ (LSI ها) مدنظر می باشد. نقشه راه ITRS [1] معرف آن است که در سال ۲۰۱۶ طول گیت MOSFET ها کمتر از ۱۰ نانومتر خواهد بود. در خصوص این رژیم نانو مقیاسی، می بایست با محدوده های اصلی و چالش های فن آوری روبرو شویم. بعلاوه، اثرات تحدید کوانتوم و مقاومت پارازیتی دارای تاثیرات معنی داری بر روی عملکرد MOSFET در ترانزیستورهای اثر میدان کوچک می باشند. در این مبحث، ما نسبت به ارائه تحقیقات خود در زمینه تاثیرات تحدید کوانتوم بر روی SOI MOSFETها دارای حجم فوق نازک همراه با خواص پیوند شوتکی تشکیل شده بین لایه – وارانگی و فلز سورس/ درین اقدام می کنیم. اثرات تحدید کوانتوم در ابزارهای نانو مقیاس و فلز سوس/ درین همچنین در ترانزیستورهای اثر میدان (FETها) نانو لوله کربنی نیز مهم خواهند بود.

ترانزیستورهای اثر میدان نانو مقیاس SOI FETs نانو لوله کربنی

 اثرات تحدید کوانتوم

از طریق بکارگیریSOI MOSFETها  همراه با ضخامت SOI کمتر از ۵ نانومتر، اثرات تحدید کوانتوم بر روی ویژگی های MOSFET مورد بررسی قرار گرفته [۲-۵] و بنابر این نتایج ذیل حاصل می شوند. ۱) ولتاژ آستانه MOSFETها با توجه به کاهش ضخامت SOI افزایش می یابد. ۲) شیب منحنی Cgc-Vg در اطراف Vth به هنگامی که ضخامت SOI کاهش می یابد تیزتر خواهد شد.    ۳) حالت تحرک به واسطه مدولاسیون ساختار نوار فرعی القا شده بوسیله اثرات تحدید کوانتوم به میزان زیادی مدوله خواهد شد. با وجود آنکه رفتار تحرک، بعنوان تابعی از ضخامت SOI، از پیچیدگی اندکی برخوردار است، این مورد را می توان بطور اصلی بر حسب تحدیدهای کوانتوم در SOI فوق باریک درک کرد.

سورس / درین شوتکی

این نکته را باید خاطر نشان ساخت که پیوند شوتکی، تشکیل شده بین لایه وارونگی و فلز سورس/ درین، بر روی جریان on مربوط به FETها تاثیر گذار بوده و این پیوند تاثیر قدرتمندی را از میدان القا شده بوسیله این گیت خواهد پذیرفت. بمنظور بررسی اثر میدان گیت بر روی مانع شوتکی، بلندی مانع شوتکی، ، در اطراف لبه گیت یک دیود شوتکی گیت شده بطور کامل مورد بررسی قرار می گیرد [۶]. شکل ۱ نشان دهنده یک ساختار شماتیک دیود شوتکی گیت شده ما می باشد. یک دیود نانو- شوتکی بین الکترود (CoSi₂) فلز و لایه انباشتگی شکل گرفته است. همانگونه که در شکل ۱ نشان داده شده است جریان دیود I_D شامل الف) جریان دیود در V_G مرتبط با ۰V ، I_b، که عمدتا در مسیر انتهای پیوند شوتکی عبور می نماید و ب) جریان به سمت لایه انباشتگی، I_acc، که بعنوان یک جریان اضافه به I_b در V_G مثبت مدنظر است. بنابراین، جریان به سمت دیود نانو شوتکی گیت شده، I_acc، را می توان بعنوان  I_acc=I_D-I_b استخراج نمود.

ترانزیستورهای اثر میدان نانو مقیاس SOI FETs نانو لوله کربنی

از طریق بررسی ویژگی های نانو شوتکی، این مورد را میتوان نشان داد که افزایش V_G به میزان قابل توجهی سبب کاهش بلندی مانع شوتکی خواهد شد. کاهش  را میتوان به صورت کمی بر حسب کاهش پتانسیل القایی- نیروی- یا قوه تصور تشریح نمود. بر مبنای نتایج فوق، میتوان اینگونه نتیجه گیری کرد که S/D MOSFET ها شوتکی با فلز سورس  از پتانسیل لازم جهت نشان دادن عملکرد رقابتی با MOSFETهای متعارف برخوردار می باشند.

نتیجه گیری

در این تحقیق، اثرات تحدید کوانتوم بر MOSFETها حجم – فوق نازک و خواص پیوند شوتکی نانو مقیاس تشکیل شده بین لایه – وارونگی و فلز منبع/ درین مورد بحث قرار گرفته اند. اثرات و خواص آنها همچنین در CNTFET ها نیز مهم و معنی دار خواهند بود.

ترانزیستورهای اثر میدان نانو مقیاس SOI FETs نانو لوله کربنی