بررسی و بهبود ساختار ترانزیستور اثر میدانی دو-گیتی با عایق اکسید آلومینیم ولایه گرافن

در این مقاله به بررسی و بهبود طراحی یک ترانزیستور اثر میدانی دو- گیتی (dggfet) با دو لایه گرافنی در ناحیه سورس، به منظور افزایش جریان حالت روشن پرداخته ایم. باتوجه به اینکه گرافن دارای خواص خوبی مثل رسانایی الکتریکی بالا، چگالی حالات دو-بعدی مناسب و تحرک پذیری بالای حامل های بار است، ما از آن برای افزایش جریان حالت روشن استفاده کردیم. لایه نشانی گرافن روی سطح سیلیکون به روش apcvd قابل انجام است. ساختار ناهمگن ناخالصی نوع p در منطقه سورس-کانال و هم زمان استفاده از لایه al2o3 برای دو گیت باعث کاهش جریان نشتی در dggfet می شود. در این ترانزیستور که دارای کانال خیلی کوچک در حد 30 نانومتر از جنس سیلیسیم روی یک عایق از جنس al2o3 اکسید آلومینیوم استفاده کرده ایم. در این افزاره پیشنهادی با توجه به اینکه ما از دو گیت در بالا و پایین ترانزیستور و از لایه گرافن استفاده کرده ایم لذا نام افزاره را dggfet (دو-گیتی با لایه گرافن) قرار دادیم. افزاره پیشنهادی دارای ویژگی‌های الکتریکی برتر از نظر، رسانایی، نسبت جریان ion/ioff، شیب زیرآستانه ای و جریان نشتی کم است. مدل پیشنهادی با نرم افزار سیلواکو silvaco مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت.

investigation and improvement of the structure of a two-gate field effect transistor with graphene aluminum oxide insulation

abstract:in this paper, we investigate and improve the design of a dual-gate field effect transistor (dggfet) with two graphene layers in the source region, in order to increase the light state current. due to the fact that graphene has good properties such as high electrical conductivity, good two-dimensional state density and high mobility of load carriers, we used it to increase the light state current. graphene coating on silicon surface can be done by apcvd method. the heterogeneous structure of p-type impurities in the source channel area and the simultaneous use of al2o3 layer for two gates reduces the leakage current in dggfet. in this transistor, which has a very small channel of 30 nm, we have used silicon on an insulator of al2o3 aluminum oxide. in this proposed device, considering that we have used two gates at the top and bottom of the transistor and a graphene layer, so we named the device dggfet (two-gate with graphene layer). the proposed device has superior electrical properties in terms of conductivity, ion / ioff current ratio, sub-threshold slope and low leakage current. the proposed model was evaluated with silvaco software.