طراحي و شبيه سازي ترانزيستور يونيزاسيون برخوردي نانومتري

كارشناسي ارشد

كوچك‌سازي ترانزيستورهاي استاندارد MOSFET منجر به افزايش نوسان زيرآستانه و در نتيجه افزايش مقدار مصرف توان مي‌شود. همچنين، تقاضا براي ادوات با سرعت كليدزني بالا به منظور رسيدن به كليد ايده‌آل در مدارات منطقي رو به رشد است. از اين رو، تمايل به كاهش مقدار نوسان زيرآستانه به منظور كاهش ولتاژ تغذيه و همچنين ولتاژ آستانه گيت و افزايش نرخ ON/OFF وجود دارد. ترانزيستورهاي جديد مانند ترانزيستورهاي آي-ماس كه داراي مقدار نوسان زيرآستانه كمتر از 60mV/dec هستند و بر مبناي مكانيزم شكست بهمني كار مي‌كنند، نامزدهاي بالقوه‌اي براي ترانزيستورهاي با شيب زيرآستانه بيشتر هستند. در اين پايان نامه، يك ترانزيستور آي-ماس كانال p دوگيتي سد شاتكي (SBDG-IMOS) با نوسان زيرآستانه (SS)، ولتاژ آستانه گيت (VGT)، و ولتاژ عملكري (VOP) كاهش يافته، پيشنهاد شده ‌است. ترانزيستور پيشنهادي از مزاياي افزايش جريان روشن تقريبا به اندازه يك دهه بزرگي نسبت به آي-ماس مرجع با نرخ جريان ON/OFF به اندازه 1.37×107 كه توسط شبيه‌سازي افزاره به دست آمده، بهره مي‌برد. استفاده از ساختار دو گيتي و سورس سيليسايدي، ميدان الكتريكي بيشتري را درون ناحيه كانال و ناحيه ذاتي نتيجه مي‌دهد كه باعث افزايش نرخ يونيزاسيون برخوردي درون ناحيه ذاتي مي‌شود. از اين رو، يك ولتاژ آستانه گيت كاهش يافته به اندازه 1.27V و مشخصه جريان-ولتاژ شيب تند با SS به اندازه 1.9mV/dec به دست آمده ‌است. با توجه به كاهش مقاومت انگلي سورس به خاطر استفاده از سيليسايد در ناحيه سورس، اختلاف ولتاژ سورس-درين بيشتري در طول ناحيه ذاتي ميفتد كه موجب افزايش ميدان الكتريكي در ناحيه ذاتي مي‌شود. در نتيجه، ولتاژ سورس-دريني كه لازم است تا شكست بهمني را درون افزاره آغاز كند، به مقدار 7.7V نسبت به ولتاژ سورس-درين آي-ماس مرجع كاهش يافته ‌است. واژه‌هاي كليدي: يونيزاسيون برخوردي فلز-اكسيد-نيمه‌هادي، سد شاتكي، دو گيتي، نوسان زيرآستانه

192599

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر محمد عظيم كرمي