ارائه ساختاري جديد از ترانزيستورهاي اثرميدان در مقياس نانو به‌منظور بالابردن قابليت اطمينان

A Novel Nano MOSFET for Increasing the Device Reliability

ترانزيستورهاي ماسفت با تكنولوژي سيليسيم روي عايق كاربرد وسيعي در صنعت الكترونيك دارند. اما وجود لايه عايق در اين ساختارها باعث مشكلاتي مانند اثر بدنه شناور و اثر خودگرمايي مي‌گردند. به‌منظور بالابردن عملكرد الكتريكي، در اين مقاله يك ترانزيستور ماسفت سيليسيم روي عايق در مقياس نانو ارائه مي‌گردد. ساختار پيشنهادي با نام QSZ-MOSFET ارائه مي‌گردد كه در آن چهار ناحيه سيليسيمي در كانال و در اكسيد مدفون در نظر گرفته مي‌شوند. نواحي نوع N در كانال يك ناحيه تخليه ايجاد مي‌كنند كه قابليت جريان‌دهي ترانزيستور را افزايش مي‌دهند. علاوه بر اين، اكثر حفره‌هاي ايجادشده توسط اثر بدنه شناور، توسط اين نواحي تخليه مي‌گردند. نواحي نوع P در اكسيد مدفون كمك به كاهش دماي شبكه مي‌كنند و راهي براي عبور گرما از قسمت فعال ترانزيستور به زيرلايه ايجاد مي‌كنند. عملكرد ساختار پيشنهادي و ساختار ماسفت مرسوم توسط نرم‌افزار ATLAS شبيه‌سازي مي‌شوند و نشان داده مي‌شود كه ترانزيستور پيشنهادي داراي عملكرد بهتري نسبت به ساختار متداول از نظر قابليت جريان‌دهي، ماكزيمم دماي الكترون در كانال، ميدان الكتريكي، جريان حالت خاموش، دماي شبكه و قابليت تحرك الكترون مي‌باشد. در كنار مزاياي ذكرشده، جايگزيني بخشي از اكسيد مدفون با سيليسيم موجب افزايش خازن پارازيتي مي‌گردد.

In this paper, a novel nano MOSFET is presented to enhance the electrical performance of the device. The name of the new structure is QSZ-MOSFET which includes 4 silicon zones in the channel and buried oxide. The N type silicon zones in the channel create the depletion regions that increase the current capability of the device. Moreover, the majority of the created holes by the floating body effect are absorbed by these zones. The P silicon zones in the buried oxide have more conductivity than oxide and help to reduce the lattice temperature and make a path for passing the heat from the active region of the transistor to the substrate. The proposed and conventional structures performances are simulated by ATLAS simulator which shows the advantages of the proposes structure.