Numerical optimization of threshold voltage and off-current of a nano-scale symmetric double gate MOSFET based on the genetic algorithm: Various strategies compatible with device applications

سال انتشار: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 131

فایل این مقاله در 12 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

این مقاله در بخشهای موضوعی زیر دسته بندی شده است:

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_IJND-14-1_007

تاریخ نمایه سازی: 5 اسفند 1402

چکیده مقاله:

In this paper, we optimize the electrical characteristics of Nano-scale symmetric double-gate metal oxide semiconductor field effect transistors (DG-MOSFETs) for digital applications using a genetic algorithm. We use a single-objective genetic algorithm to optimize the threshold voltage (Vth) with a distinct analytical relationship. The optimization of the threshold voltage is accomplished for three cases with considering two structural variables of the oxide thickness (tox), the channel thickness (tsi), and the channel doping density (Na). The fourth case of optimization is done with considering these three variables. Comparison of these four cases illustrates that the best threshold voltage is ۰.۱۵ V for a channel doping concentration of ۱.۲×۱۰ ۱۰ cm-۳ and an oxide thickness of ۱.۴۹ nm. In addition, we optimize the OFF-current criterion based on the gate oxide thickness, the channel thickness, the channel doping concentration and the channel length and width. The optimization processes of the device are validated by simulating in SILVACO software. Furthermore, we use the two-objective genetic algorithm with the threshold voltage and the OFF-current objects for four structural variables including the gate oxide thickness, the channel layer thickness, and the channel length and width. This process is applicable to digital circuit design. To evaluate the accuracy of the proposed device optimization, the optimized device and other situations are simulated in SILVACO simulator. The optimized device illustrates the best treatment.

نویسندگان

Yazdan Karimi Pashaki

Department of Electrical Engineering, Rasht Branch, Islamic Azad University, Rasht, Iran.

Seyed Ali Sedigh Ziabari

Department of Electrical Engineering, Rasht Branch, Islamic Azad University, Rasht, Iran.

Abdollah Eskandarian

Department of Electrical Engineering, Rasht Branch, Islamic Azad University, Rasht, Iran.

Ali Rahnamaei

Department of Electrical Engineering, Ardabil Branch, Islamic Azad University, Ardabil, Iran.

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Elmessary M. A., Nagy D., Aldegunde M., Seoane N., Indalecio ...
  • Choi Y., Park B. G., Lee J. D., Liu T. ...
  • Ebrahimnia M., Sedigh Ziabari S. A., Kiani-sarkaleh , (۲۰۲۲), Influence ...
  • Vimala, Balamurugan N. B., (۲۰۱۳), Modelling the centroid and charge ...
  • Ratnesh K., Goel A., Kaushik G., Garg H., Chandan., Singh ...
  • Ionescu M., Riel H., (۲۰۱۱), Tunnel field-effect transistors as energy-efficient ...
  • Anghel, Chilagani P., Amara A., Vladimirescu A., (۲۰۱۰), Tunnel field ...
  • Cristoloveanu S., Wan, Zaslavsky A., (۲۰۱۶), A Review of sharp-switching ...
  • Aditya M., Srinivasa-Rao K., (۲۰۲۱), Design and performance analysis of advanced MOSFET ...
  • Ferain I., Colinge C. A., Colinge J. P., (۲۰۱۱), Multigate ...
  • Sun Y., Yu U., Zhang R., Chen B., Cheng R., ...
  • Anthony-Uchechukwu, M-Srivastava V., (۲۰۲۰), Channel length scaling pattern for cylindrical ...
  • Sze M., (۲۰۰۲), Physics of semiconductor devices. Wiley-Inter science ...
  • Kumar, Khiangte L., Sankar-Dhar R., (۲۰۲۰), Design of DG MOSFET ...
  • Coquan R., Casse M., Barraud S., Cooper D., Alvaro V. ...
  • Khan , A-Loan S., (۲۰۲۰), Metal drain double-gate tunnel field ...
  • Djeffal F., Abdi M. A., Dibi D., Chahdi M., Benhaya ...
  • Giuseppe A., Butera F., Nella R., (۲۰۱۴), Geometrical and physical ...
  • Parvane, Rahimi E., Jafarinejad F., (۲۰۲۰), Optimization of quantum cellular ...
  • Liu W., Jin X., Xi X., Chen J., Jeng M., ...
  • McCall, (۲۰۰۵), Genetic algorithms for modelling and optimization. J. Comput. ...
  • Suzuki K., Takai N., Sugawara Y., Kato M., (۲۰۱۷), Automatic ...
  • Frank J., Dennard R. H., Nowak E., Solomon P. M., ...
  • Taur Y., Liang X., Wang W., Lu H., (۲۰۰۴), A ...
  • Yu F., Huang G., Lin W., Xu C., (۲۰۱۸), An ...
  • Marseguerra M., Zio E., Cipollone M., (۲۰۰۳), Designing optimal degradation ...
  • Srinivas N., Deb K., (۱۹۹۴), Multi-objective optimization using non-dominated sorting ...
  • Deb K., Grawal S. A., Pratap A., Meyarivan T., (۲۰۰۲), ...
  • نمایش کامل مراجع