АНАЛІТИЧНА МОДЕЛЬ ДЛЯ ПІДПОРОГОВОГО РОЗКИДУ В MOSFET З ВИТОКОМ НА ОСНОВІ ХОЛОДНОГО МЕТАЛУ
DOI:
https://doi.org/10.18524/1815-7459.2023.3.288157Ключові слова:
транспортна модель Ландауера-Датта-Лундстрома, транзистор, підпороговий розкид, холодний металАнотація
У рамках узагальненої транспортної моделі Ландауера-Датта-Лундстрома одержано аналітичну формулу для підпорогового розкиду в MOSFET з витоком на основі холодного металу, де через невелику ширину валентної зони інжектовані в канал транзистора електрони вже не мають у розподілі за енергіями «гарячого» Больцманового «хвоста». Показано, що для такого випадку підпороговий розкид при кімнатній температурі стає нижчим від граничного значення S = ln 10(kT/e) ≈ 60 мВ/декада. Цей ефект може бути використано для зниження напруги живлення транзисторів та їх подальшої мініатюризації.
Посилання
Yu. O. Kruglyak, M. V. Strikha. Fizyka nanotranzystoriv: ustrii, metryka ta keruvannia. Sens. elektron. mikrosist. tehnol. 15, No. 4, 18–40 (2018). (in Ukrainian).
S. M. Sze. Physics of Semiconductor Devices. 2nd Edition. John Wiley & Sons: New York, Chichester, Brisbane, Toronto, Singapore (1981).
R. Landauer. Can capacitance be negative? Collect. Phenom., 2, 167–170 (1976).
Michael Hoffmann, Stefan Slesazek, Thomas Mikolajick. Progress and future prospects of negative capacitance electronics: A materials perspective. APL Mater. 9, 020902 (2021).
S. Salahuddin, S. Datta. The era of hyper-scaling in electronics. Nat. Electron. 1, 442–450 (2018).
A. Morozzi, M. Hoffmann, R. Mulargia, S. Slesazeck and E. Robutti. Negative capacitance devices: sensitivity analyses of the developed TCAD ferroelectric model for HZO. Journal of Instrumentation. 17. C01048 (2022).
M. V. Strikha, H. M. Morozovska. Pro nemozhlyvist oderzhannia stabilnoi nehatyvnoi yemnosti v tranzystorakh MOSFET z izoliatoramy na osnovi tonkykh shariv dielektryka ta sehnetoelektryka. Sens. elektron. mikrosist. tehnol. 19, No. 1/2, 19–29 (2022). (in Ukrainian).
Ye. Yelisieiev, H. Morozovska, L. Yurchenko, M. Strikha. Chy mozhna vykorystovuvaty efekt nehatyvnoi yemnosti u polovykh tranzystorakh iz sehnetoelektrychnym zatvorom? Fizyka i khimiia tverdoho tila. 23, 705–713 (2022). (in Ukrainian).
Qiu, C. G. et al. Dirac-source field-effect transistors as energy-efficient, high-performance electronic switches. Science 361, 387–392 (2018).
Liu, F. et al. Dirac electrons at the source: breaking the 60-mV/decade switching limit. IEEE Trans. Electron Devices 65, 2736–2743 (2018).
Maomao Liu et al. Two- Dimensional Cold Electron Transport for Steep-Slope Transistors. ACS Nano 15 5762–5772 (2021).
Yiheng Yin, Zhaofu Zhang, Chen Shao, John Robertson and Yuzheng Guo. Computational study of transition metal dichalcogenide cold source MOSFETs with sub-60 mV per decade and negative differential resistance effect. NPJ 2D Materials and Applications 6, 55 (2022); https://doi. org/10. 1038/s41699-022-00332-6
Kunyi Liu, Fei Lu, Yuan Li. Bias-Independent Subthreshold Swing in Nanoscale Cold- Source Field-Effect Transistors by Drain Density-of- States Engineering. arXiv:2211. 02304 (2022).
Yu. O. Kruglyak, M. V. Strikha. Uzahalnena model Landauera-Datta-Lundstroma v zastosuvanni do transportnykh yavyshch u hrafeni. Ukrainskyi fizychnyi zhurnal. Ohliady. 10, 3–32 (2015). (in Ukrainian).
M. V. Strikha, K. O. Korzh. Fundamentalni mezhi dovzhyn kanaliv providnosti polovykh tranzystoriv na monosharakh dykhalkohenidiv perekhidnykh metaliv. Sens. elektron. mikrosist. tehnol. 19, No. 1/2, 4–18 (2022). (in Ukrainian).
Yu. O. Kruglyak, M. V. Strikha. Fizyka nanotranzystoriv: poverkhnevyi potentsial, napruha na zatvori ta rukhlyvyi elektrychnyi zariad u masyvnii strukturi MOS ta v tonkii SOI. Sens. elektron. mikrosist. tehnol. 16, No. 2, 5–31 (2019). (in Ukrainian).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право переходить Видавцю.
