ساختار جديد ترانزيستور اثر ميداني نانو لوله كربني با ناخالصي‌هاي سبك در كانال و دي‌الكتريك دو قسمتي

Novel Carbon Canotube Field Effect Transistor with Lightly Doped channel and Dual Section Dielectric

با محدود شدن طول ترانزيستورهاي ‌سيليكوني، ترانزيستورهاي نانو لوله كربني به عنوان يك گزينه مناسب براي نسل جديد نانو ترانزيستورهاي اثر ميداني به‌ شمار مي‌روند. در اين مقاله يك ساختار جديد از ترانزيستورهاي اثر ميداني نانولوله كربني با ناخالصي‌هاي سبك در كانال و دي‌الكتريك دو قسمتي معرفي شده است. افزاره پيشنهادي با ساختار ترانزيستور اثر ميداني نانولوله كربني با دي‌الكتريك دو قسمتي و ساختار پايه مقايسه شده است. افزاره پيشنهاد شده يك نانو لوله كربني زيگزاگ (0, 13) به قطر 1 نانومتر است و شامل گيت با دو عايق متفاوت با ثابت‌هاي دي‌الكتريك 16 و 50 مي‌باشد. ناحيه كانال از چهار قسمت ناخالصي نوع p به ترتيب با چگالي‌هاي ناخالصي، 1nm-0/8، 1nm-0/6، 1nm-0/4 و 1nm-0/2 ساخته شده است. طول هر بخش معادل 5 نانومتر مي‌باشد. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد تزريق ناخالصي در كانال به بهبود اثرهاي كانال كوتاه همانند كاهش سد پتانسيل ناشي از القاي درين و نوسان‌هاي زيرآستانه كمك مي‌كند و موجب كاهش جريان نشتي و افزايش نسبت جريان حالت روشن به جريان حالت خاموش مي‌گردد. براي مطالعه و شبيه‌سازي مشخصات افزاره‌ي پيشنهاد شده از حل خودسازگار معادله‌هاي پواسون- شرودينگر و روش تابع گرين غير تعادلي استفاده شده است.

Carbon nanotube field effect transistors (CNTFETs), are considered as a proper candidate to improve the silicon transistor performance at short channel regime. In this paper a novel CNTFET with lightly doped channel and dual section dielectric (LIC-DSD-CNTFET) is proposed. This structure is compared with conventional (C-CNTFET) and dual section dielectric (DSD) structures with similar dimensions. The proposed structure is simulated with (13, 0) CNT and 1 nm diameter, and dual section gates with dielectric constant of 16 and 50. Channel is divided to four p-type sections with density of 0.2, 0.4, 0.6, and 0.8 nm-1 with length of 5 nm for each section. Simulation results show that the proposed structure improves short channel effects such as drain induced barrier lowering and subthreshold swing. Furthermore, LIC-DSD-CNTFET structure lowers the leakage current and improves current ratio in comparison with DSD and conventional structures. Simulations have been performed based on self-consistent solution of Poisson and Schrodinger equations.