مدل‌سازی افزاره بدون پیوندی سیلیکون روی عایق نانومقیاس پیشنهادی جهت بهبود مشخصات حالت ماندگار و فرکانسی
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوتر
1 - دانشگاه گیلان
کلید واژه:
چکیده مقاله :
در این مقاله برای بهبود عملکرد افزاره اثر میدانی بدون پیوند مبتنی بر سیلیسیم روی عایق نانومقیاس، تغییراتی هدفمند در ساختار افزاره انجام شده است. ساختار پیشنهادی با دو هدف مهم، یکی کاهش اثر خودگرمایی و دیگری کاهش جریان خاموش طراحی شده است. برای کاهش اثر خودگرمایی، ضخامت اکسید مدفون زیر کانال به نصف تقلیل یافته و همچنین بخشی از آن که زیر کانال و نزدیک به ناحیه منبع است با یک لایه بافر با آلایشی برابر با بستر جایگزین شده است. افزایش رسانش حرارتی مؤثر و همچنین تشکیل ناحیه تخلیه اضافی در مرز کانال پایینی با لایه بافر تعبیه‌شده، منجر به بهبود مشخصات حالت ماندگار و همچنین فرکانسی افزاره پیشنهادی شده است. در روش پیشنهادی که بر اصلاح شکل نوار انرژی استوار است، پارامترهای مهمی همچون جریان خاموش، نسبت جریان روشنایی به خاموش، شیب زیرآستانه، دمای شبکه بحرانی، بهره ولتاژ، رسانایی انتقالی، خازن‌های پارازیتی، بهره‌های توان، فرکانس قطع و فرکانس بیشینه نوسانی و بهره نویز مینیمم در مقایسه با ساختار متداول بهبود قابل ملاحظه‌ای یافته است. همچنین ملاحظات طراحی لایه بافر و نقش پارامترهای آن بر روی عملکرد الکتریکی افزاره پیشنهادی مورد بررسی قرار گرفته است. ساختارهای مورد مطالعه در این مقاله توسط نرم‌افزار SILVACO که از مدل‌های فیزیکی مقاوم و دقیقی برای آنالیز افزاره‌های نیمه‌هادی برخوردار است، شبیه‌سازی شده و نتایج ارائه‌شده در مقاله حاضر همگی برتری عملکرد ساختار پیشنهادی را نشان می‌دهند.
In this paper in order to improve the electrical performance of nanoscale SOI-junctionless, a targeted modification has been performed. The proposed structure has been aimed to reduce the OFF current and self-heating effect. To reduce the self-heating effect, the buried oxide thickness has been reduced into the half and a part of it has been replaced by a buffer layer. Increase in the thermal conduction and making an extra depletion layer in the buffer layer/channel region interface are led to improvement of the electrical performance in the terms of DC and AC. In the proposed method, which is based on the energy band modification, the parameters such as IOFF, ION/IOFF, subthreshold swing, lattice temperature, voltage gain, transconductance, parasitic capacitances, power gains, cut-off frequency, maximum oscillation frequency and minimum noise figure have been improved. Also, a designing consideration for the role of buffer layer on the proposed device has been performed. Comparing structures under the study simulated by the SILVACO showed the electrical performance superiority for the proposed device.
