بهبود عملکرد نانو ترانزیستورهای اثر میدان باله ای با اصلاح جداره های تیز در ساختار افزاره

با اصلاح و ترمیم شکل کانال در افزاره های چند گیتی باله ای شکل، سطح تحت پوشش گیت نیز تغییر خواهد کرد. از آنجا که در تکنولوژی نانو مقیاس خازن اکسید گیت و میزان کنترل گیت بر کانال از اهمیت زیادی در تعیین کارایی و قابلیت اطمینان به افزاره برخوردارند، مدلی تحلیلی برای محاسبه خازن های گیت و کانال جهت کانال های بی قاعده و اصلاح شده از ترانزیستورهای باله ای ارائه می شود، تا در نهایت میزان بار متحرک کانال به عنوان معیاری از میزان جریان و هدایت کانال محاسبه گردد. نتایج مدل تحلیلی که برای هر شکل کانالی قابل تعمیم است، نشان می دهد که ساختار باله ای با جداره مدور که به کاهش اثر حاملهای داغ کمک می کند از حداکثر میزان کنترل گیت در بهبود اثرات کانال کوتاه نیز برخوردار است. در حالیکه ساختارهایی با امتداد بسط داده شده که جهت هدایت گرمای انباشته شده در کانال معرفی شده بودند دارای چگالی بار بیشتر بوده و میزان نوسانات زیر آستانه بالاتری نیز دارند.

improving the performance of nano scale fin-fet transistors by modifying the sharp corners effect

the present study is an attempt to investigate the impacts of channel modification and the capabilities of amended sharp corner finfets from thermal and electrical points of view. it also provides a new definition for gate-oxide and channel capacitance of irregular fin shape. this definition determines the sub threshold reliability of amended sharp corner finfets. as a function of gate-insulator capacitance, channel capacitance, depletion charge per unit length, and fin area, mobile electron concentrations are derived for amended sharp corner fets by assuming an arbitrary channel potential profile to simplify the formulation. the comparison results demonstrate that an amended finfet with partially cylindrical shape at the top region of fin (pc-finfet) by higher gate controllability adjusts the hot carrier effects, reduces dibl, improves the subthreshold characteristics as well as short channel effects, while the amended channel finfet with extended round bottom region reduces the self-heating effects, attenuates the thermal resistance and moderates the thermal dependence of electrical characteristics. therefore, it is deduced that modified channel finfet (mc-finfet), with both cylindrical top and extended bottom regions have improved thermal and electrical stability in both sub threshold and saturation modes in comparison with a conventional thin film finfet. the superiority of the mc-finfet, which was evaluated with three-dimensional simulations, demonstrates the ability of this structure as a high-performance device over the other eliminated sharp corner finfets.