ترانزیستورهای اثر میدانی تونلی (TFET) و بهینه سازی مشخصات آن برای کاربردهای توان پایین در افزاره های نانو – برق

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی برق
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:140
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

ترانزیستورهای اثر میدانی تونلی (TFET) و بهینه سازی مشخصات آن برای کاربردهای توان پایین در افزاره های نانو – برق

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب
چكيده……………………………………………………………………1

مقدمه…………………………………2

فصل اول : كليات
1-1) پيوند p-n تحت شرايط باياس معكوس ……………………………………….. 4
1-1-1- سوراخ شدن……………………………………………………………………….4
1-1-2- يونيزه شدن برخوردي يا شكست بهمني……………………………..5
1-1-3- تونل زني نوار به نوار يا تونل زني زينري…………………………. 5
1-2- افزاره TFET ……………………………ا………………………………………. 7
فصل دوم : اصول فيزيكي حاكم بر افزاره TFET
2-1) افزاره TFET…………………..ا……………………………..10
2-1-1- سازوكار جريان در حالت خاموش………………………………………….. 11
2-1-2- سازوكار جريان در حالت روشن…………………………………………….12
2- 2)نشت درين القا شده از گيت (GIDL)…………..ا……………………15
2-2-1- ساز و كار GIDLدر ساختارهاي MOSFET توده اي…………………………………………………15
2-2-2- ساز و كار GIDL درساختارهاي MOSFET سيلكان بر روي عايق……………………………17
2-3) بررسي اثرات دما بر عملكرد افزاره TFET……………ا…………………………19
2-4) بررسي عملكرد زير آستانه …………………………………………………………………20
2-4-1- شيب زير آستانه در افزاره MOSFET……………..ا…………………………..21
2-4-2- شيب زير آستانه در افزاره TFET…………………ا………………………..25
2-5) كاربرد TFET در مدارات مجتمع………………………………………………..28
2-5-1- نمادهاي مداري TFET…………………………ا………………………..30
2-5-2- معكوس كننده TFET………………………ا……………………..32
2-5-3- سلول هاي حافظه با استفاده از TFET………ا……………………34
2-5-4- حذف اثر بدنه شناور……………………………………………34
2-5-5- TFET در مدارات مجتمع آنالوگ………………………………..35
2-6) خلاصه……………………………………………36
فصل سوم : مشخصات الكتريكي TFET
3-1) شبيه سازي و مدل هاي به كار رفته…………………………………..38
3-2) مشخصه ورودي افرازه…………………………….39
3- 3)مشخصه خروجي افرازه…………………………………40
3-4) بررسي آثار كانال كوتاه……………………………………..42
3-4-1- جريان حالت روشن در TFET و ارتباط آن با طول گيت……………………..44
3-4-2- بررسي پديده DIBL…………………………..ا………………46
3-4-3- اهميت مقياس بندي روي هدايت انتقالي……………………….46
3-5) بررسي قابليت حركت حامل ها در افرازه TFET………….ا……………………….48
3-6) كارايي افرازه TFET………………..ا……………………….49
3-7) خلاصه………………………………………………….49

فصل چهارم : بهينه سازي نسبت Ion/Ioff
4-1) ساختار TFET عمودي……………………………………..52
4-1-1- بررسي مسائل مقياس بندي TFET با ساختار عمودي…………………………..58
4-2) استفاده از اكسيد با گذردهي بالا در ساختار TFET……………..ا……………63
4-2-1- بررسي مسائل مقياس بندي در ساختار TFET با اكسيد high-k……..ا……………..66
4-3) تنظيم نقاب در ساختار TFET…………………ا…………………………..70
4-4) خلاصه…………………………………………………..72

فصل پنجم : ساختارهاي بديع براي افزايش نسبت Ion/Ioff
5-1) ترانزيستوراثرميدان تونلي تك گيتي باساختار اكسيد گيت نامتقارن………………………………..75
5-1-1- ساختارافزاره……………………………………………………76
5-1-2- تحليل ساختار با اكسيد گيت متقارن……………………………77
5-1-3- تحليل ساختاربا اكسيد گيت نامتقارن……………………………75
5-1-4- مهندسي تابع كار………………………………………..84
5-1-5- بررسي مسأله مقياس بندي…………………………………….85
5-2) ترانزيستور اثرميدان تونلي دوگيتي باساختار اكسيد گيت نامتقارن……………………87
5-2-1- ساختار افزاره……………………………………………..88
5-2-2- تحليل ساختار با اكسيد گيت نامتقارن……………………………………88
5-2-3- مهندسي تابع كار…………………………………….90
5-3) ترانزيستور اثرميدان تونلي تك گيتي بااستفاده ازاكسيد Low-k ……….ا…………..90
5-3-1- ساختار و پارامترهاي شبيه سازي…………………………….91
5-3-2- تحليل ساختار بااكسيد high-k….ا…………………………………91
5-3-3- تحليل ساختار بااكسيد high-k و Low-k….ا………………….92
5-3-4- به كارگيري مهندسي تابع كاردرGate1………………..ا………………………………97
5-3-5- بررسي تأثير طول 1L و 2L……………………ا………………………….99
5-4) ترانزيستور اثرميدان تونلي دوگيتي با استفاده ازاكسيد Low-k…………..ا……………….100
5-4-1- ساختارافزاره……………………………………………………..100
5-4-2- تحليل ساختار با اكسيد Low-k………..ا…………….101
5-4-3- تحليل ساختار بامهندسي تابع كار……………………………………101
5-4-4- بررسي تاثير 1L و 2L………………………….ا……………………102
5-5) نتيجه گيري…………………………………….103
5-6) پيشنهادات…………………………103
منابع و ماخذ…………………………………………..104

فهرست منابع لاتين…………………………….104
چكيده انگليسي………………………………………108

چكيده:
در اين پايان نامه اصول فيزيكي حاكم بر افزاره TFET و همچنين مشخصه هاي الكتريكي افزاره مورد بررسي قرار گرفته است. در فصل سوم آثار كانال كوتاه افزارهTFET با افزاره MOSFET مقايسه شـده است. يكي از چالش هاي اصلي درTFET ، بهيه سازي لحظه اي نسبتI0n/Ioff اس ت. در فصل چهـارم كارهايي كه تاكنون براي افزايش نسبتI0n/Ioff انجام شده است مورد بررسي قـرار مـي گيـرد. در فـصلپنجم، چها ر ساختار بديع براي كاهش جريان نشستي افزاره و افزايش نـسبتI0n/Ioff ارائـه شـده اسـت. ساختارهاي پيشنهاد ي ب ا شب يه ساز افزارهDESSIS شبيه سازي شـده انـد. سـاختار اول،TFET تـكگيتي با اكسيد گيت نامتقارن است كه در مقايسه باTFET تك گيتي با اكسيد گيـت متقـارن سـرعتكليدزني بالايي دارد. ساختار دومTFET دو گيتي با اكسيد گيـت نامتقـارن اسـت كـه در مقايـسه بـاTFET تك گيتي با اكسيد گ يت نامتقارن، جريان حالت روشن دو برابر دارد . ساختار سوم TFET تـكگيتي با اكسيدLow-k و ساختار چهارمTFET دو گيتي با اكسيدlow-k است كـه داراي مشخـصاتزير آستانه قابل توجهي نسبت به TFET تك گيتي است.

مقدمه:
با پيشرفت فناوري، ابعاد افزاره MOSFET كاهش يافته و به رژيم نانومتر مقياس شده است. هدف از مقياس بندي بيش از حد افزاره ها، دست يابي به مداراتي است كه توان مصرفي اندك، سرعت زياد و چگالي افزاره بالايي دارند. ليكن با كاهش طول گيت آثار كانال كوتاه1 (SCEs) پديدار شده و مقياس بندي افزاره را محدود مي كند. آثار كانال كوتاه شامل افزايش جريان نشتي،كاهش سد پتانسيل القاء شده توسط درين2 (DIBL)، سوراخ شدگي، اشباع سرعت و…. است كه منشأ تمام آنها افزايش عرض ناحيه تخليه در طرف درين است. در افزاره هاي MOSFET، آثار كانال كوتاه براي طول گيت هاي كمتر از 100nm ظاهر شده و باعث مي شود منحني مشخصه خروجي افزاره ((ID-VDS حتي در ناحيه اشباع به مقدار ثابتي نرسد.
آثار كانال كوتاه موجب كاهش كارآيي افزاره مي گردد، لذا نياز به افزاره هاي جديد براي مقابله باSCEs روز به روز بيشتر احساس مي شود. يكي از افزاره هايي كه اخيراً مطرح شدهTFET مي باشد. اين افزارهبراي اولين بار توسط ” توشيو بابا3 ” در سال 1992 پيشنهاد شد[ 1 ]. با پيـشرفت فنـاوري و نيـاز بـهافزاره هاي با جريان نشتي كم براي كاربردهاي توان پايين،TFET مورد توجه قرار گرفته است. تـاكنونكارهاي متعددي بـراي بهينـه سـازي مشخـصاتTFET صـورت گرفتـه اسـت. ايـن افـزاره نـسبت بـهMOSFET، جريان نشت استاتيك كمتري دارد و در مقابل SCEsمقاومتر است.

نتيجه گيري
براي بهينه سازي نسبت Ion/Ioff در اين پايان نامه چهار ساختار بديع ارائه شده است. ساختارTFET با اكسيد گيت نامتقارن جريان نشت تونل زني را كاهش مي دهد، زيرا افزايش ضخامت اكسيد در خارج از پيوند تونل زني اثرات ميدان عمودي را در فصل مشترك درين/كانال كم مي كند در نتيجه پهناي سد در فصل مشترك درين/كانال افزايش مي يابد، بنابراين نشت تونل زني كاهش يافته و Ioff كم مي شود و باعث مي شود نسبت Ion/Ioff بالا رود. راه كار پيشنهاد شده سبب مي شود مشخصات زيرآستانه براي طول گيتهاي كمتر از nm25 به طور قابل ملاحظه اي بهبود يابد و افزاره در آزمايش شكست زينري قرار نگيرد. ساختارTFET با اكسيد Low-k جريان نشتي را كاهش مي دهد. براي افزايش نسبت Ion/Ioff استفاده از دوگيت درطول كانال پيشنهاد شده است. در گيت نزديك درين ازكسيد Low-k استفاده شده است تا آثار ميدان هاي لبه اي كاهش يابد و جريان نشتي كم شود. به منظور كاهش بيشتر Ioff و درعين حال حفظ Ion، به كمك مهندسي تابع كارروي گيت نزديك سورس روش جديدي پيشنهاد گرديده است. در ساختار پيشنهاد شده نسبت Ion/Ioff از مرتبه 109 قابل دست يابي است اين در حالي است كه براي ترانزيستورهاي MOSFET مشابه اين نسبت در حدود 105 است كه نشان مي دهد ساختار پيشنهاد شده داراي سرعت كليدزني مطلوبي است.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت