بهبود عملكرد ترانزيستورهاي اثر ميداني تونلي با مهندسي ساختار باند

كارشناسي ارشد

با افزايش تعداد ترانزيستورها بر واحد سطح تراشه، كاهش توان مصرفي از ضرورت‌هاي صنعت الكترونيك است. كاهش توان مصرفي نيازمند، كاهش ولتاژ منبع تغذيه و كاهش نشتي زير آستانه است. ترانزيستورهاي CMOS به دليل عدم مقياس شدن ولتاژ منبع تغذيه و عدم كاهش شيب زير آستانه‌ي آن‌ها به زير mV/dec 60 عملكرد مناسبي ندارند. از اين رو، ترانزيستورهاي اثر ميداني تونلي با شيب زير آستانه تندتر و توان نشتي كمتر يكي از افزاره‌هاي مناسب جايگزين‌ براي CMOS معرفي شدند. در اين پايان نامه، با راه‌كارهاي ساختار اكسيد پشته‌اي با دي الكتريك‌هاي ناهمگن و فلز كاشته شده در اكسيد بالاي درين، برخي مشخصات الكتريكي دو نوع مختلف از ترانزيستور اثر ميداني تونلي بهبود داده شده است. اكسيد پشته‌اي پيشنهاد شده، با افزايش ميدان الكتريكي در پيوند سورس – كانال، سبب كاهش پهناي سد تونل زني مي‌شود در نتيجه، حامل‌هاي بيشتري تونل زني مي‌كنند. بنابراين، جريان روشني افزايش و شيب زير آستانه بهبود مي‌يابد. همچنين، فلز كاشته شده در اكسيد بالاي درين با كاهش پنجره‌‌ي انرژي و افزايش پهناي سد تونل زني سبب كاهش جريان ambipolar مي‌شود. علاوه بر اين، مدل تحليلي دوبعدي براي ترانزيستور تونلي زني پيشنهاد شده است كه در آن جريان درين با انتگرال‌گيري از نرخ تونل زني بر روي ناحيه‌ي تونل زني بدست مي‌آيد. همچنين، جريان درين با تغيير دي الكتريك گيت، نسبت تركيب طول الكترودهاي گيت و ضخامت بدنه بهينه مي‌شود.

195068

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر محمد عظيم كرمي