طراحی و شبیه سازی ترانزیستور FinFET جهت اصلاح نسبت جریان حالت روشن به جریان حالت خاموش

امروزه با کاهش مقیاس قطعات الکترونیکی در تکنولوژی ساخت بمنظور افزایش تراکم ترانزیستورها در یک تراشه وافزایش کارایی، اثرات نامطلوب به نام اثرات کانال کوتاه (مانند افزایش جریان خاموشی، کاهش سد پتانسیل در سمتدرین، پدیده کاهش ولتاژ آستانه، تونلزنی گیت و ... ) پدیدار می شوند که کارایی قطعه را کاهش می دهند. جهت کاهشاین اثرات، یکی از ساختارهایی که در تکنولوژی های ساخت بسیار مورد توجه قرار گرفته است، FinFET می باشد کهبا ایجاد کنترل الکترواستاتیک بهتر بر روی کانال، اثرات کانال کوتاه (از جمله DIBL, GIDL) و توان نشتی را به طورموثر کاهش و سرعت سوییچینگ قطعه را افزایش می دهد. در تکنولوژی CMOS، مواد عایق نقش بسیار مهمی در نحوهعملکرد قطعه برعهده دارند، که امروزه به دلیل محدودیت در کاهش ضخامت آنها، مواد عایق با ثابت دی الکتریک بالاجهت ساخت با ضخامت های کمتر جایگزین مواد عایق متداول از جمله SiO2 شده اند. بر این اساس، در این تحقیقFinFET با سطح مقطع استوانه ای و مکعبی با تعداد گیت های مختلف طراحی و شبیه سازی شده است و تاثیر عواملمهمی شامل طول گیت، ارتفاع Fin ، ضخامت اکسید گیت، غلظت ناخالصی کانال زیر گیت و نوع مواد سازنده کانال واکسید گیت بر روی مشخصه های ترانزیستور (جریان های روشن و خاموش، شیب زیرآستانه و ولتاژ آستانه) بررسی و ارایهشده است. سپس با مقایسه نتایج بدست آمده برای پارامترها، ساختار بهینه FinFET از نظر شکل سطح مقطع، تعدادگیت ها، ابعاد و مواد بکار برده شده برای رسیدن به مشخصه مورد نظر ترانزیستور یعنی افزایش نسبت جریان روشن بهخاموش انتخاب شده است.

کلیدواژه ها:

فین فت ، نیمه هادی با باندگپ وسیع ، نسبت جریان روشن به خاموش ، مواد High-k