محاسبه‌ي تحليلي ولتاژ آستانه‌ي افزاره‌ي سيليكون بر روي الماس به وسيله مدل خازني

در اين مقاله به كمك مدل مداري خازني، رابطه‌ي ولتاژ آستانه را براي يك افزاره‌ي سيليكون بر روي الماس محاسبه مي‌نماييم. براي مدل خازني اين ادوات با در نظر گرفتن اين نكته كه در اين ساختار در مقايسه با افزاره‌هاي سيليكون بر روي عايق، الماس جانشين دي اكسيد سيليكون دفن شده گرديده است، مي‌توان از مدل خازني ادوات سيليكون بر روي عايق (با در نظر گرفتن مشخصات الماس به جاي دي اكسيد سيليكون دفن شده) استفاده نمود. در اين راستا در ابتدا به بررسي تمامي خازن‌هاي موجود در مدل مداري در نظر گرفته شده‌ي اين افزاره پرداخته و با ارائه روابط تحليلي، راه را براي محاسبه‌ي اين خازن‌ها هموار مي‌نماييم. همچنين با به كار بردن روش تحليلي گره در دو نقطه‌ي موجود در اين مدل مداري با پتانسيل سطوح ????s1و ????s2 ، رابطه مورد نظر محاسبه مي‌گردد. هدف از اين محاسبات علاوه بر استخراج رابطه‌ي ولتاژ آستانه از مدل خازني اين ادوات، ايجاد يك رابطه، با دقت عمل مناسب جهت پيش‌بيني عملكرد اين افزاره‌ها در شرايط آستانه مي‌باشد. به همين جهت نتايج بدست آمده از اين روابط تحليلي را در ابعاد مختلف ترانزيستور با مقادير حاصل از شبيه‌سازي افزاره مقايسه نموديم كه حاصل آن يك تطبيق مطلوب بين اين نتايج مي‌باشد. همچنين در نتايج حاصل شده مي‌توان تاثير تغييرات ابعاد قسمت‌هاي مهم افزاره‌ي سيليكون بر روي الماس همچون ضخامت لايه اكسيد گيت، ضخامت لايه سيليكوني زير گيت، ضخامت لايه الماس دفن شده را بر روي ولتاژ آستانه مشاهده نمود.