آنالیز و شبیه سازی نانو ترانزیستورهای سیلیسیم بر روی عایق برای بهبود اثرات کانال کوتاه
چکیده
با پیشرفت تکنولوژی نانو و کاهش ابعاد ادوات نیمه هادی، مشکلات قابل ملاحظه¬ای از جمله اثرات نامطلوب کانال کوتاه بوجود آمده اند. لذا به منظور افزایش کارآیی و قابلیت اطمینان قطعه، کاهش اثرات منفی کانال کوتاه مهم است. به دلیل مزایایی که تکنولوژی سیلیسیم رو عایق در مقایسه با ترانزیستورهای بدنه¬ی سیلیسیمی دارد، ترانزیستورهای سیلیسیم روی عایق جایگزین مناسبی برای ابعاد کوچکتر ترانزیستورها می¬باشند. ترانزیستورهای ماسفت سیلیسیم روی عایق بعلت داشتن خازنهای پارازیتی کوچک گزینه مناسبی برای مدارات با سرعت بالا و مصرف کم می¬باشند. نتیجه بررسی هایی که بر روی اثرات نامطلوب کانال کوتاه در ترانزیستورهای ماسفت سیلیسیم روی عایق انجام شده است، نشان دهنده¬ی این واقعیت است که اثرات منفی ناشی از کوتاه شدن طول کانال در این ترانزیستورها نسبت به ترانزیستورهای بدنه سیلیسیمی کمتر است. تاکنون روشهای گوناگونی به منظور کاهش اثرات نامطلوب کانال کوتاه در ترانزیستورهای ماسفت سیلیسیم روی عایق مطرح شده است. در این پایان نامه از تکنیک¬های مهندسی اکسید مدفون، مهندسی ناخالصی کانال و همچنین مهندسی گیت به منظور بهبود اثرات نامطلوب کانال کوتاه استفاده شده است. اولین ساختار پیشنهادی که به منظور بهبود اثرات نامطلوب کانال کوتاه مطرح شده، ساختار جدیدی از یک ترانزیستور ماسفت سیلیسیم روی عایق تمام تخلیه با یک لایه فلز در زیر اکسید مدفون می¬باشد که با ساختارهای ترانزیستور با صفحه زمین شده و ترانزیستور ماسفت معمولی مقایسه و مشخصات الکتریکی آن مورد بررسی قرار گرفته است . ساختار دومی که به منظور بهبود اثرات کانال کوتاه معرفی گردید استفاده از یک توزیع خطی ناخالصی در ناحیه کانال نزدیک نواحی سورس/درین می¬باشد که با ساختار ترانزیستور سیلیسیم روی عایق با توزیع ناخالصی یکنواخت در نزدیکی نواحی سورس/درین ساده مقایسه شده است. سومین ساختار پیشنهادی استفاده از ساختار ترانزیستور ماسفت سیلیسیم روی عایق با گیت پنج ماده ای است که با ساختارهای تک ماده¬ای، دوماده¬ای و سه مادهای مقایسه شده است. ساختارهای فوق با کمک نرم افزار اطلس شبیه سازی شده اند. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که در هر سه ساختار فوق اثرات کانال کوتاه بهبود یافتند.