افزاره آی‌ماس با ساختار نوار مهندسی‌شده (ناهمگون)
الموضوعات :
حمیده گدازگر
1
(دانشگاه تربیت مدرس)
محمدكاظم مروج فرشي
2
(دانشگاه تربيت مدرس)
مرتضی فتحی پور
3
(دانشگاه تهران)
الکلمات المفتاحية: آي‌ماس تونل‌زني نوار به نوار ولتاژ شكست يونش برخوردي نسبت جریان روشن به خاموش,
ملخص المقالة :
الگوی جدیدی برای افزاره آی‌ماس با ساختار نوار مهندسی‌شده (ناهمگون) پیشنهاد و شبیه‌سازی شده است. با توجه به این که ناحیه ذاتی در یک آی‌ماس نقش کنترل‌کننده فرایند تونل‌زني نوار به نوار را ایفا می‌کند و ساز و کار غالب تولید حامل درون این ناحیه یونش برخوردی است، در الگوی پیشنهادی فرض شده که ماده تشکیل‌دهنده ناحیه ذاتی از جنس SixGex (1x5/0) باشد و اندازه گاف نوار آن از اندازه گاف Si در لبه سورس تا گاف 5/0Ge5/0Si در لبه گیت به طور خطی تغییر کند. این امر سبب می‌شود تا بزرگ‌ترین اختلاف در گاف نوار الگوی پیشنهادی برابر eV 32/0EG=EG= در فصل مشترک سورس و ناحیه ذاتی پدیدار شود و از احتمال وقوع تونل‌زني نوار به نوار و در نتیجه از اندازه جریان خاموش بکاهد. نتایج عددی نشان می‌دهد ولتاژ شكست برای آی‌ماس ناهمگون پیشنهادی نسبت به یک ساختار آی‌ماس همگون از جنس 5/0Ge5/0Si با ابعاد مشابه، به اندازه V 3/0 و جریان خاموش آن حدود چهار برابر کاهش یافته است
[1] F. Mayer, C. Le Royer, G. Le Carval, L. Clavelier, and S. Deleonibus, "Experimental and TCAD investigation of the two components of the impact ionization MOSFET (IMOS) switching," IEEE Electron Dev. Lett., vol. 28, no. 7, pp. 619-621, Jul. 2007.
[2] K. Gopalakrishnan, P. B. Griffin, and J. D. Plummer, "I-MOS: a novel semiconductor device with a subthreshold slope lower than kT/q," in Proc. Int. Electron Devices Meeting, IEDM'02, pp. 289-292, 8-11 Dec. 2002.
[3] K. Gopalakrishnan, P. B. Griffin, and J. D. Plummer, "Impact ionization MOS (I-MOS)-part i: device and circuit simulations," IEEE Trans. Electron Devices, vol. 52, no. 1, pp. 69-76, Jan. 2005.
[4] W. Y. Choi, Impact-Ionization Metal-Oxide-Semiconductor (I-MOS) Devices Using Avalanche Breakdown Mechanism, Ph.D. Dissertation, College of Eng, Seoul National Univ., 2006.
[5] E. H. Toh, G. H. Wang, L. Chan, G. Samudra, and Y. C. Yeo, "A double-spacer I-MOS transistor with shallow source junction and lightly doped drain for reduced operating voltage and enhanced device performance," IEEE Electron Device Lett., vol. 29, no. 2, pp. 189-191, Feb. 2008.
[6] E. H. Toh, G. H. Wang, L. Chan, G. Q. Lo, G. Samudra, and Y. C. Yeo, "I-MOS transistor with an elevated silicon-germanium impact-ionization region for bandgap engineering," IEEE Electron Device Lett., vol. 27, no. 12, pp. 975-977, Dec. 2006.
[7] U. Abelein, M. Born, K. K. Bhuwalka, M. Schindler, M. Schmidt, T. Sulima, and I. Eisele, "A novel vertical impact ionization MOSFET (I-MOS) concept," in Proc. 5th Int. Conf. Microelectronics. pp. 121-123, Belgrade, Serbia and Montenegro, 14-17 May 2006.
[8] E. H. Toh, et al., "A novel CMOS compatible L-shaped impact-ionization MOS (LI-MOS) transistor," in Proc. Int. Electron Devices Meeting, IEDM'05, pp. 951-954, 5-5 Dec. 2005.
[9] F. A. Hassani, M. Fathipour, and M. Mehran, "A comparison study between double and single gate p-IMOS," AFRICON, Windhoek, 7 pp., 26-28 Sept. 2007.
[10] D. Sarkar, N. Singh, and K. Banerjee, "A novel enhanced electric-field impact-ionization MOS transistor," IEEE Electron Device Lett., vol. 31, no. 11, pp. 1175-1177, Nov. 2010.
[11] H. Nematian, M. Fathipour, and M. Nayeri, "A novel impact ionization MOS (I-MOS) structure using a silicon-germanium/silicon heterostructure channel," in Proc. Int. Conf. on Microelectronics, pp. 228-231, 14-17 Dec. 2008.
[12] W. Y. Choi, J. Y. Song, J. D. Lee, Y. J. Park, and B. G. Park, "A novel biasing scheme for I-MOS (impact-ionization MOS) devices," IEEE Trans. Nanotechnology, vol. 4, no. 3, pp. 322-325, May 2005.
[13] F. Mayer, C. L. Royer, G. L. Carval, L. Clavelier, and S. Deleonibus, "Static and dynamic TCAD analysis of IMOS performance: from the single device to the circuit," IEEE Trans. Electron Devices, vol. 53, no. 8, pp. 1852-1857, Aug. 2006.
[14] K. Gopalakrishnan, R. Woo, C. Jungemann, P. B. Griffin, and J. D. Plummer, "Impact ionization MOS (I-MOS)-part ii: experimental results," IEEE Trans. Electron Devices, vol. 52, no. 1, pp. 77-84, Jan. 2005.
