DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2018.4.150488

ФІЗИКА НАНОТРАНЗИСТОРІВ: УСТРІЙ, МЕТРИКА ТА КЕРУВАННЯ

Ю. О. Кругляк, М. В. Стріха

Анотація


Транзистор є ключовим елементом практично будь-якого електронного приладу. До кінця 20 століття розміри польових транзисторів метал-діелектрик-напівпровідник (MOSFET) досягли наномасштабу, а сам нанотранзистор першим серед усіх нанорозмірних електронних пристроїв став об'єктом масового промислового виробництва. Сьогодні довжина каналу провідності транзистора наблизилася до 10 нм, що на декілька порядків менше, ніж у перших MOSFET.
Завдання нашої нової серії методичних оглядових статей, орієнтованих на дослідників, студентів, аспірантів та викладачів вищої школи – обговорити фізичні моделі і принципи, що лежать в основі функціонування нанорозмірних MOSFET. Ці моделі засновані як на звичному традиційному підході «згори – вниз», так і на більш сучасному підході, що бере свій початок в роботах Рольфа Ландауера і був розвинутий Супрійо Датта і Марком Лундстромом.


Ключові слова


наноелектроніка; польовий транзистор; вольт-амперні характеристики; метрика транзисторів; керування транзисторами; віртуальний витік

Повний текст:

PDF

Посилання


V. I. Ilchenko, O. T. Prokaza, M. V. Strikha. Fizychni teorii: liudy, idei, podii. Navchalnyi posibnyk (Luhansk: Elton–2: 2012).

M. V. Strikha, Ukr. fizych. zh., 59, No 8, 830 – 839 (2014).

Bo Lojek, History of Semiconductor Engineering (New York: Springer: 2007).

G. E. Moore, Electronics Magazine, 4 – 7 (1965).

M. Lundstrom, Science, 299: 210 – 211 (2003).

S. R. Hofstein, F. P. Heiman, Proc. IEEE, 1190 – 1202 (1963).

C. T. Sah, IEEE Trans. Electron Dev., 11: 324 – 345 (1964).

H. Shichman, D. A. Hodges, IEEE J. Solid State Circuits, SC-3: (1968).

B. J. Sheu, D. L. Scharfetter, P. -K. Ko, M. -C. Jeng, IEEE J. Solid State Circuits, SC-22: 558 – 566 (1987).

Y. Tsividis, C. McAndrew, Operation and Modeling of the MOS Transistor (New York: Oxford Univ. Press: 2011).

Y. Taur, T. Ning, Fundamentals of Modern VLSI Devices (New York: Oxford Univ. Press: 2013).

D. Frank, S. Laux, M. Fischetti, Intern. Electron Dev. Mtg. (IEDM), Technical Digest, 553 – 556 (1992).

Z. Ren., R. Venugopal, S. Goasguen, S. Datta, M. S. Lundstrom, IEEE Trans. Electron Dev., 50: 1914 – 1925 (2003).

R. Landauer, IBM J. Res. Dev., 1, № 3: 223 – 231 (1957).

Yu. A. Kruglyak, N. Yu. Kruglyak, M. V. Strikha. Sensorna elektronika i mikrosystemni tekhnolohii. 3(9), No 4, 5 – 30 (2012).

Yu. A. Kruglyak, M. V. Strikha. Sensorna elektronika i mikrosystemni tekhnolohii. 12, No 3, 4 – 27 (2015).

Yu. A. Kruglyak, M. V. Strikha. Sensorna elektronika i mikrosystemni tekhnolohii. 12, No 4, 5 – 18 (2015).

Yu. A. Kruglyak, M. V. Strikha. Sensorna elektronika i mikrosystemni tekhnolohii. 13, No 1, 5 – 23 (2016).

Yu. A. Kruglyak, M. V. Strikha. Sensorna elektronika i mikrosystemni tekhnolohii. 13, No 2, 16 – 35 (2016).

Yu. A. Kruglyak, M. V. Strikha. Sensorna elektronika i mikrosystemni tekhnolohii. 13, No 3, 5 – 29 (2016).

Yu. A. Kruglyak, M. V. Strikha. Sensorna elektronika i mikrosystemni tekhnolohii. 13, No 4, 5 – 18 (2016).

Yu. A. Kruglyak, M. V. Strikha. Sensorna elektronika i mikrosystemni tekhnolohii. 14, No. 1. 5 – 20 (2017).

Yu. A. Kruglyak, M. V. Strikha. Sensorna elektronika i mikrosystemni tekhnolohii. 14, No 2, 27 – 45 (2017).

Yu. A. Kruglyak, M. V. Strikha. Sensorna elektronika i mikrosystemni tekhnolohii. 14, No 3, 5 – 23 (2017).

S. Datta, Lessons from Nanoelectronics: A New Perspective on Transport (Singapore: World Scientific: 2012).

Yu. A. Kruglyak, Nanoehlektronika «snizu – vverh» (Odessa: TES: 2015).

S. Datta, Lessons from Nanoelectronics: A New Perspective on Transport – Part B: Quantum Transport (Singapore: World Scientific: 2018).

M. Lundstrom, Fundamentals of Nanotransistors (Singapore: World Scientific: 2018); www. nanohub. org/courses/NT.

Kwork K. Ng, Complete Guide to Semiconductor Devices (New York: Wiley Interscience: 2002).

R. F. Pierret, Semiconductor Device Fundamentals (N. York: Addison-Wesley: 1996).

I. M. Vikulin, V. I. Stafeev, Fizika poluprovodnikovyh priborov (Moskva: Radio i svyaz’: 1990).

M. Lundstrom, Z. Ren, IEEE Trans. Electron Dev., 49: 133 – 141 (2002).

Y. Naveh, K. K. Likharev, IEEE Electron Device Lett., 21, 242 – 244 (2000).

Z. Ren, R. Venugopal, S. Datta, M. Lundstrom, D. Jovanovic, J. Fossum, IEDM, Technical Digest, 715 – 718 (2000).

E. O. Johnson, RCA Rev., 34: 80 – 94 (1973).

S. M. Sze, Ming-Kwei Lee. Semiconductor Devices: Physics and Technology (John Wiley and Sons: New York: 2012).




Copyright (c) 2018 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)