 |
|||||||||
 |
2018, том 16, выпуск 3 |
|
|||||||
|
|||||||||
Выпуски/2018/том 16 /выпуск 3 |
Yu. O. Kruglyak
«Physics of Nanotransistors: a Gate Voltage and Surface Potential, Mobile Electron Charge in Massive Structure of the Metal-Oxide Semiconductor and in Extremely Thin Silicon on Insulator»
0465–0507 (2018)
PACS numbers: 71.20.Nr, 73.20.At, 73.22.-f, 73.23.Ad, 73.40.Kp, 85.30.De, 85.35.-p
Фізика процесів у напівпровідниковій підкладинці MOSFET визначається вигином зон, що залежать від поверхневого потенціялу , який, в свою чергу, визначається напругою на затворі . Одержано достатньо загальне рівняння, що пов’язує з . В умовах режиму виснаження одержано простіший зв’язок з , який також буде використано. Обговорюється поведінка рухомого електричного заряду і : яким чином електронний заряд змінюється з поверхневим потенціялом і з напругою на затворі в умовах до і після порогової напруги? Правильні результати в допороговой області напруг і в режимі сильної інверсії одержано, не вдаючись до чисельного розв’язання рівняння Пуассона–Больцманна; разом з тим чисельний розв’язок цього рівняння покриває як підпорогову область і область сильної інверсії, так і перехідну область між ними. Розглянуто поведінку і для зовсім іншої структури MOS — структури з виключно тонкою силіційовою підкладинкою. Ця структура MOS є характерною для нинішньої тенденції мініятюризації транзисторів і носить назву підкладинки «надзвичайно тонкий силіцій на ізоляторі» (ETSoI). Тим не менш, основні особливості структури ETSoI подібні властивостями масивної структури MOS. Одержано залежності і для структури ETSoI як нижче, так і вище порогу напруг. Одержані результати вказують на те, що 1D-електростатика є прийнятною як для масивних структур MOS, так і для структур ETSoI. Однак далі показано, як 2D-електростатика пояснює, чому структура ETSoI з подвійним затвором є ліпшою для дуже коротких нанотранзисторів.
Keywords: nanoelectronics, field-effect transistor, MOSFET, ETSoI, transistor metrics, transistor control, virtual source
References
1. Yu. O. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 16, No. 2: 201 (2018) (in Russian).2. Yu. O. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 16, No. 2: 233 (2018) (in Russian).
3. R. F. Pierret, Semiconductor Device Fundamentals (New York: Addison-Wesley: 1996).
4. B. Streetman and S. Banerjee, Solid State Electronic Devices (New York: Prentice Hall: 2005).
5. Chenming Hu, Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits (London: Pearson India: 2009).
6. M. Lundstrom, Fundamentals of Nanotransistors (Singapore: World Scientific: 2018); www.nanohub.org/courses/NT.
7. Y. Tsividis and C. McAndrew, Operation and Modeling of the MOS Transistor (New York: Oxford Univ. Press: 2011).
8. Y. Taur and T. Ning, Fundamentals of Modern VLSI Devices (New York: Oxford Univ. Press: 2013).
9. M. Lundstrom and Xingshu Sun, Notes on the Solution of the Poisson-Boltzmann Equation for MOS Capacitors and MOSFETs (West Lafayette, Indiana, USA: Purdue University: 2012); www.nanohub.org/resources/5338.
10. M. Lundstrom, ECE 612 Lecture 14: VT Engineering (West Lafayette, Indiana, USA: Purdue University: 2008); www.nanohub.org/resources/5670.
11. Yu. O. Kruglyak, Nanoehlektronika 'Snizu-Vverh' (Odessa: TEhS: 2015) (in Russian).
12. D. Vasileska, D. K. Schroder, and D. K. Ferry, IEEE Trans. Electron Dev., 44: 584 (1997). https://doi.org/10.1109/16.563362
 Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна ©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины. Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача |