Выпуски

 / 

2019

 / 

том 17 / 

выпуск 2

 



Скачать полную версию статьи (в PDF формате)

Yu. O. Kruglyak
«Physics of Nanotransistors: Integrating of Model of Transmission and Model of the Virtual Source—Model of Transmission of the Virtual Source»
0255–0282 (2019)

PACS numbers: 72.20.Dp, 73.23.Ad, 73.40.-c, 73.50.Bk, 84.32.Ff, 85.30.De, 85.35.-p

Показано, что модель прохождения может быть тесно увязана с моделью виртуального истока. Простой заменой диффузионной подвижности в модели виртуального истока на кажущуюся подвижность для линейного тока получаем корректные результаты от баллистического предела до диффузионного предела. Заменой лимитируемой рассеянием скорости насыщения на скорость впрыскивания получаем корректную величину тока . Сравнение экспериментально измеренных характеристик показывает, что нанотранзисторы на кремниевой подложке работают весьма далеко от баллистического предела, тогда как наноразмерные III–V FET работают очень близко к баллистическому пределу. К модели прохождения есть две серьёзные претензии. Одна из них связана с трудностью вычисления зависимости из-за проблем расчёта зависимости . А другая вызвана трудностями предсказания тока , что, в свою очередь, связано с трудностью вычисления критической длины при высоком напряжении на стоке, в результате чего трудно предсказать величину . Из-за этих ограничений модели прохождения и виртуального истока объединяют таким образом, что параметры модели прохождения берутся из вписывания экспериментальных результатов в модель виртуального истока, а физический смысл параметров берётся из модели прохождения. Показано, каким образом можно анализировать ВАХ нанотранзисторов на основе модели MVS/прохождения. Разнообразие типов транзисторов порождает новые частные задачи, однако методология анализа экспериментальных данных принципиально не меняется. Подчёркивается, что применение модели MVS/прохождения обосновано, если транзистор собран качественно. Для таких транзисторов модель позволяет надёжно получить физически значимые параметры.

Keywords: nanoelectronics, field effect transistor, MOSFET, LDL model, transistor metrics, MVS/transmission model


References
1. Yu. A. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 17, No. 2: 225 (2019) (in Russian).
2. Yu. A. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 17, No. 1: 57 (2019) (in Russian).
3. P. Palestri, D. Esseni, S. Eminente, C. Fiegna, E. Sangiorgi, and L. Selmi, IEEE Trans. Electron Dev., 52: 2727 (2005). https://doi.org/10.1109/TED.2005.859593
4. P. Palestri, R. Clerc, D. Esseni, L. Lucci, and L. Selmi, Intern. Electron Dev. Mtg. (IEDM), Technical Digest, 945 (2006).
5. R. Clerc, P. Palestri, L. Selmi, and G. Ghibaudo, J. Appl. Phys., 110: 104502 (2011). https://doi.org/10.1063/1.3660769
6. Yu. A. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 17, No. 1: 25 (2019) (in Russian).
7. M. Lundstrom, Fundamentals of Carrier Transport (Cambridge, UK: Cambridge Univ. Press: 2000). https://doi.org/10.1017/CBO9780511618611
8. Y. Tsividis and C. McAndrew, Operation and Modeling of the MOS Transistor (New York: Oxford Univ. Press: 2011).
9. K. Y. Lim and X. Zhou, Solid State Electron., 45: 193 (2001). https://doi.org/10.1016/S0038-1101(00)00190-8
10. M. J. Chen, H. T. Huang, K. C. Huang, P. N. Chen, C. S. Chang, and C. H. Diaz, Intern. Electron Dev. Mtg. (IEDM), Technical Digest, 39 (2002).
11. V. Barral, T. Poiroux, M. Vinet, J. Widiez, B. Previtali, P. Grosgeorges, G. Le Carval, S. Barraud, J. L. Autran, D. Munteanu, and S. Deleonibus,
Solid State Electron., 51: 537 (2007). https://doi.org/10.1016/j.sse.2007.02.016
12. M. Zilli, P. Palestri, D. Esseni, and L. Selmi, Intern. Electron Dev. Mtg. (IEDM), Technical Digest, 105 (2007).
13. R. Wang, H. Liu, R. Huang, J. Zhuge, L. Zhang, D. W. Kim, X. Zhang, D. Park, and Y. Wang, IEEE Trans. Electron Dev., 55: 2960 (2008). https://doi.org/10.1109/TED.2008.2005152
14. V. Barral, T. Poiroux, J. Saint-Martin, D. Munteanu, J. L. Autran, and S. Deleonibus, IEEE Trans. Electron Dev., 56: 408 (2009). https://doi.org/10.1109/TED.2008.2011681
15. V. Barral, T. Poiroux, D. Munteanu, J. L. Autran, and S. Deleonibus, IEEE Trans. Electron Dev., 56: 420 (2009). https://doi.org/10.1109/TED.2008.2011682
16. A. Khakifirooz and D. A. Antoniadis, Intern. Electron Dev. Mtg. (IEDM), Technical Digest, 667 (2006).
17. A. Khakifirooz and D. A. Antoniadis, IEEE Trans. Electron Dev., 55: 1391 (2008). https://doi.org/10.1109/TED.2008.921017
18. A. Khakifirooz and D. A. Antoniadis, IEEE Trans. Electron Dev., 55: 1401 (2008). https://doi.org/10.1109/TED.2008.921026
19. D. H. Kim, J. A. del Alamo, D. A. Antoniadis, and B. Brar, Intern. Electron Dev. Mtg. (IEDM), Technical Digest, 861 (2009).
20. A. Majumdar and D. A. Antoniadis, IEEE Trans. Electron Dev., 61: 351 (2014). https://doi.org/10.1109/TED.2013.2294380
21. S. Rakheja, M. Lundstrom, and D. Antoniadis, Intern. Electron Dev. Mtg. (IEDM), Technical Digest, 35.1.1 (2014).
22. A. Majumdar, Z. Ren, S. J. Koester, and W. Haensch, IEEE Trans. Electron Dev., 56: 2270 (2009). https://doi.org/10.1109/TED.2009.2028057
23. A. Majumdar, X. Wang, A. Kumar, J. R. Holt, D. Dobuzinsky, R. Venigalla, C. Ouyang, S. J. Koester, and W. Haensch, IEEE Electron Dev. Lett., 30: 413 (2009). https://doi.org/10.1109/LED.2009.2014086
24. D. H. Kim and J. A. del Alamo, IEEE Electron Dev. Lett., 29: 830 (2008). https://doi.org/10.1109/LED.2008.2000794
25. A. Khakifirooz, O. M. Nayfeh, and D. A. Antoniadis, IEEE Trans. Electron Dev., 56: 1674 (2009). https://doi.org/10.1109/TED.2009.2024022
26. Sh. Rakheja and D. Antoniadis, MVS 1.0.1 Nanotransistor Model (Silicon). www.nanohub.org/resources/19684.
27. Sh. Rakheja and D. Antoniadis, MVS Nanotransistor Model (Silicon) 1.1.1. www.nanohub.org/publications/15/4.
28. Yu. A. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 16, No. 4: 599 (2018) (in Russian).
29. Y. Taur and T. Ning, Fundamentals of Modern VLSI Devices (New York: Oxford Univ. Press: 2013).
30. M. S. Lundstrom, IEEE Electron Dev. Lett., 18: 361 (1997). https://doi.org/10.1109/55.596937
31. Yu. A. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 16, No. 3: 465 (2018) (in Russian).
32. M. Lundstrom, Fundamentals of Nanotransistors (Singapore: World Scientific: 2018). www.nanohub.org/courses/NT.
33. D. A. Antoniadis, IEEE Trans. Electron Dev., 63: 2650 (2016). https://doi.org/10.1109/TED.2016.2562739
34. K. Natori, H. Iwai, and K. Kakushima, J. Appl. Phys., 118: 234502 (2015). https://doi.org/10.1063/1.4937548
35. M. V. Fischetti and S. E. Laux, J. Appl. Phys., 89: 1205 (2001). https://doi.org/10.1063/1.1332423
36. T. Uechi, T. Fukui, and N. Sano, Phys. Status Solidi C, 5: 102 (2008). https://doi.org/10.1002/pssc.200776547
Creative Commons License
Все статьи доступны по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная
©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины.

Электронная почта: tatar@imp.kiev.ua Телефоны и адрес редакции О сборнике Пользовательское соглашение