Выпуски

 / 

2019

 / 

том 17 / 

выпуск 1

 



Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

Yu. O. Kruglyak
«Physics of Nanotransistors: Ballistic Injection Rate and Combining a Ballistic Model with a Virtual Source Model»
0057–0079 (2019)

PACS numbers: 71.20.Nr, 72.80.Ey, 73.23.Ad, 85.30.De, 85.30.Tv, 85.35.-p, 85.40.Bh

В огляді розглядається залежність швидкости електронів від напруги на стоці у балістичних MOSFET, а також її залежність від напруги на затворі та від інверсійного заряду. На перший погляд, здається незвичним, що в балістичних MOSFET швидкість насичується з ростом напруги на стоці за відсутности розсіювання електронів, однак фізика цього явища зараз є цілком зрозумілою. В балістичних MOSFET швидкість електронів насичується не в стоковому кінці каналу провідности, як у масивних транзисторах, де електричне поле найбільше та розсіювання є інтенсивним, а там, де закінчується витік і починається канал провідности, тобто на вершині бар'єра, де електричне поле є нульовим. Обговорюється також насичення швидкости, відоме як балістична швидкість впорскування. Саме ця швидкість є верхньою межею швидкости впорскування в реальних MOSFET. Якщо , то балістична швидкість впорскування постійна, проте, для , ця швидкість зростає зі збільшенням поверхневої густини електронів. Було виконано прості розрахунки балістичної швидкости впорскування, які можуть послужити відправною точкою для більш ретельних розрахунків. Показано як пов'язані між собою балістичний модель і модель віртуального витоку. Простою заміною традиційної рухливости , що лімітується розсіюванням, в моделю віртуального витоку на балістичну рухливість одержуємо правильний хід балістичного лінійного струму. Заміною швидкости насичення у масивному каналі провідности на балістичну швидкість впорскування одержуємо правильне значення балістичного струму . Також показано, що балістичний модель передбачає більші струми в порівнянні з експериментальними даними. Це пов'язано з ефектами розсіювання електронів, розуміння чого є винятково важливим для моделювання нанотранзисторов.

Keywords: nanoelectronics, field effect transistor, MOSFET, LDL model, transistor metrics, transistor control, virtual source


References
1. Yu. A. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 16, No. 2: 201 (2018) (in Russian).
2. Yu. A. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 16, No. 2: 233 (2018) (in Russian).
3. Yu. A. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 16, No. 3: 465 (2018) (in Russian).
4. Yu. A. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 16, No. 4: 597 (2018) (in Russian).
5. J.-H. Rhew, Zhibin Ren, and M. Lundstrom, Solid-State Electron., 46: 1899 (2002). https://doi.org/10.1016/S0038-1101(02)00130-2
6. M. Lundstrom and Zhibin Ren, IEEE Trans. Electron Dev., 49: 133 (2002). https://doi.org/10.1109/16.974760
7. A. Majumdar and D. A. Antoniadis, IEEE Trans. Electron Dev., 61: 351 (2014). https://doi.org/10.1109/TED.2013.2294380
8. M. Lundstrom, Fundamentals of Nanotransistors (Singapore: World Scientific: 2018); www.nanohub.org/courses/NT.
9. D. H. Kim, J. A. del Alamo, D. A. Antoniadis, and B. Brar, Intern. Electron Dev. Mtg. (IEDM), Technical Digest, 861-864 (2009).
Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2019 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