Un modelo unificado basado en la física de dispositivos semiconductores para la tensión de umbral de los transistores de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor de múltiples puertas modernos
Autores: Chiang, Te-Kuang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un modelo unificado basado en la física de dispositivos semiconductores para la tensión de umbral de los transistores de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor de múltiples puertas modernos
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales electrónicos, ópticos y magnéticos
Palabras clave
Borde mínimo de la banda de conducción
Voltaje umbral
Teoría de escalado cuasi-3D
Densidad de estados
Efectos balísticos
MOSFET de nanosheet
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Basado en el borde de la banda de conducción mínima causado por el potencial mínimo del canal resultante de la teoría de escalado cuasi-3D y la densidad de estados (DOS) 3D acompañada por la función de distribución de Fermi-Dirac en los lados de fuente y drenaje, se desarrolla un modelo unificado basado en la física de dispositivos semiconductores para el voltaje umbral de los transistores modernos de múltiples puertas (MG), incluyendo FinFET, MOSFET de puerta Ohm y MOSFET de nanosheet (NS). Se muestra que el silicio delgado, el óxido de puerta delgado y la alta función de trabajo aliviarán los efectos balísticos y resistirán la degradación del voltaje umbral. Además, a medida que las dimensiones del dispositivo se reducen aún más para dar lugar a la DOS 2D/1D, el borde de la banda de conducción mínima aumenta para resistir la degradación del voltaje umbral. El MOSFET de nanosheet exhibe el mayor voltaje umbral entre los tres transistores debido al borde de la banda de conducción mínima más pequeño causado por el potencial mínimo del canal cuasi-3D. Cuando se compara el MOSFET n-type (N-FET) con el MOSFET p-type (P-FET), el P-FET muestra un mayor voltaje umbral porque el hueco tiene una masa efectiva mayor que el electrón.
Descripción
Basado en el borde de la banda de conducción mínima causado por el potencial mínimo del canal resultante de la teoría de escalado cuasi-3D y la densidad de estados (DOS) 3D acompañada por la función de distribución de Fermi-Dirac en los lados de fuente y drenaje, se desarrolla un modelo unificado basado en la física de dispositivos semiconductores para el voltaje umbral de los transistores modernos de múltiples puertas (MG), incluyendo FinFET, MOSFET de puerta Ohm y MOSFET de nanosheet (NS). Se muestra que el silicio delgado, el óxido de puerta delgado y la alta función de trabajo aliviarán los efectos balísticos y resistirán la degradación del voltaje umbral. Además, a medida que las dimensiones del dispositivo se reducen aún más para dar lugar a la DOS 2D/1D, el borde de la banda de conducción mínima aumenta para resistir la degradación del voltaje umbral. El MOSFET de nanosheet exhibe el mayor voltaje umbral entre los tres transistores debido al borde de la banda de conducción mínima más pequeño causado por el potencial mínimo del canal cuasi-3D. Cuando se compara el MOSFET n-type (N-FET) con el MOSFET p-type (P-FET), el P-FET muestra un mayor voltaje umbral porque el hueco tiene una masa efectiva mayor que el electrón.