DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2019.3.179347

ФІЗИКА НАНОТРАНЗИСТОРІВ: 2D ЕЛЕКТРОСТАТИКА MOS І МОДЕЛЬ ВІРТУАЛЬНОГО ВИТОКУ

Ю. О. Кругляк, М. В. Стріха

Анотація


У четвертій із серії методично-оглядових статей, орієнтованих на дослідників, студентів, аспірантів та викладачів вищої школи, докладно розглянута 2D електростатика MOS. Показано, що вона погіршує характеристики транспорту електронів у польових транзисторах, збільшуючи підпороговий розкид і викликаючи ефект зниження бар’єру, зумовлений стоком (DIBL), який у свою чергу збільшує вихідну провідність і зменшує граничну напругу в короткоканальних транзисторах. Такі ефекти називають ще ефектами короткого каналу. Мірою того, як транзистори робляться дедалі мініатюрнішими, основний виклик, який постає перед схемотехніками, полягає в контролі над короткоканальними ефектами. Зазвичай для цього потрібне чисельне моделювання.

Ключові слова


наноелектроніка; польовий транзистор; MOSFET; 2D електростатика; метрика транзисторів; керування транзисторами; віртуальний витік

Повний текст:

PDF

Посилання


Yu. A. Kruglyak, M. V. Strikha. Sensorna elektronika i mikrosystemni tekhnolohii. 15, No 4, 18 – 40 (2018).

Yu. A. Kruglyak, M. V. Strikha. Sensorna elektronika i mikrosystemni tekhnolohii. 16, No 1, 24 – 49 (2019).

Yu. A. Kruglyak, M. V. Strikha. Sensorna elektronika i mikrosystemni tekhnolohii. 16, No 2, 5 – 31 (2019).

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

B. Streetman, S. Banerjee, Solid State Electronic Devices (New York: Prentice Hall: 2005).

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, Yuan Taur, H.-S. Philip Wong, IEEE Device Research Conf. Technical Digest, 18 – 21 (1999).

D. Frank, Yuan Taur, H.-S. Philip Wong, IEEE Electron Device Lett., 19, 385 – 387 (1998).

Jing Wang, P. Solomon, M. Lundstom, IEEE Trans. Electron Dev., 51: 1361 – 1365 (2004).

Qian Xie, Jun Xu, Yuan Taur, IEEE Trans. Electron Dev., 59: 1569 – 1579 (2012).

Risho Koh, Haruo Kato, H. Matsumoto, Japanese J. Appl. Phys., 35, 996 – 1000 (1996).

R. H. Dennard, F. H. Gaensslen, H.-N. Yu, V. L. Ridout, E. Bassous, A. R. LeBlanc, IEEE J. Solid-State Circuits, 51, 256 – 264 (1974).

Chenming Hu, Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits (London, UK: Pearson India: 2009).

Chenming Hu. What Else Besides FinFET?: www.synopsys.com/community/resources/ events/keynote-finfet.html.

X. Huang, W.-C. Lee, C. Kuo, D. Hisamoto, L. Chang, J. Kedzierski, E. Anderson, H. Takeuchi, Y.-K. Choi, K. Asano, V. Subramanian, T.-J. King, J. Bokor, Chenming Hu, Intern. Electron Dev. Mtg. (IEDM), Technical Digest, 67 – 70 (1999).

M. Ieong, B. Doris, J. Kedzierski, K. Rim, M. Yang, Science, 306, 2057 – 2060 (2004).

A. Khakifirooz, O. M. Nayfeh, D. A. Antoniadis, IEEE Trans. Electron Dev., 56: 1674 – 1680 (2009).

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

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

M. Lundstrom, С. Jeong, Near-equilibrium transport. Fundamentals and Applications (Singapore: World Scientific: 2013).

Yu. O. Kruglyak, M. V. Strikha. Ukr. Fiz. Zhurn. Ohliady, 10, 3 – 32 (2015).

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

S. Datta, Lessons from Nanoelectronics. Part A: Basic Concepts (Singapore: World Scientific: 2017).

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

D. J. Frank, R. H. Dennard, E. Nowak, P. M. Solomon, Yuan Taur, H.-S. Philip Wong, Proc. IEEE, 89, 259 – 288 (2001).

J. Appenzeller, Y.-M.Lin, J. Knoch, Ph. Avouris, Phys. Rev. Lett., 93, 196805-1-4 (2004).

S. Salahuddin, S. Datta, Nano Lett., 8, 405 – 410 (2008).

G. Gildenblat, X. Li, W. Wu, H. Wang, A. Jha, R. van Langevelde, G. D. J. Smit, A. J. Scholten, D. B. M. Klassen, IEEE Trans. Electron Dev., 53: 1979 – 1993 (2006).

G. T. Wright, Electron Lett., 21, 221 – 222 (1985).

A. L. Steegen, R. Mo, R. Mann et al, Intern. Electron Dev. Mtg. (IEDM), Technical Digest, 64 – 67 (2005).




Copyright (c) 2019 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

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