استخراج مدل مداری نزدیک به ولتاژ آستانه برای افزاره های سیلیکون بر روی الماس با عایق دو لایه به منظور محاسبه ولتاژ آستانه

در این مقاله برای اولین بار مدل خازنی افزاره سیلیکون روی عایق دولایه را بدست می آوریم. این مدل برای این افزاره نزدیک به ولتاژ آستانه و با طول کانال 22 نانومتر بطور کامل بدست می آید. با استفاده از این مدل، رابطه‌ی ولتاژ آستانه را برای یک افزاره‌ی ماسفت سیلیکون بر روی الماس با عایق دولایه را محاسبه می‌کنیم. در ساختار این ادوات علاوه بر لایه‌ی عایق الماس دفن شده، یک لایه نارسانا ثانویه از جنس دی اکسید سیلیکون نیز بر روی عایق اولیه بطور نسبی رشد داده شده است که موجب ویژگی‌های منحصر به فرد این افزاره می‌گردد. نتایج بدست آمده از این مدل را در ابعاد مختلف پارامترهای افزاره با مقادیر حاصل از شبیه‌سازی ادوات نیمه هادی مقایسه نموده ایم که به یک تطبیق مناسب بین این نتایج دست یافته ایم. تاثیر ابعاد افزاره نظیر ضخامت لایه اکسید گیت، ضخامت بدنه سیلیکونی، ضخامت عایق اول و دوم بر روی ولتاژ‌های آستانه گیت جلویی و گیت پشتی بیانگر تطبیق خوب نتایج مدل با نتایج حاصل از شبیه سازی ادوات نیمه هادی می باشد. مدل بدست آمده برآورد فیزیکی بسیار خوبی از تاثیر پارامترهای افزاره روی ولتاژ آستانه بدست می دهد.

a novel capacitance model to compute front- and back-gate threshold voltage of double insulating silicon-on-diamond mosfet

in this paper, for the first time, a capacitive model near threshold voltage of ultra-thin-body (utb) double-insulating (di) silicon-on-diamond (sod) mosfet is extracted.  the model is applicable in computations of front- and back-gate threshold voltage of 22 nm utb di sod mosfet for low drain voltages. the transistor has a second insulating layer on top of first insulating layer of conventional sod mosfet which partially covers the diamond layer. the device simulation results of the front- and back-gate threshold voltages and the extracted model threshold voltages in terms of gate oxide thickness, silicon film layer thickness, first and second insulating layer thicknesses are compared.  the comparison with the model computed results and the device simulation outcomes are promising. the model physical findings present insight on the device parameters that directly influence the threshold voltages.