كاهش جريان دوقطبي در ترانزيستور اثرميدان تونلي نانونوار ژرمانن با استفاده از همپوشاني گيت بر روي درين و كاهش ميزان ناخالصي در ناحيه درين

Reducing Ambipolar Current in Germanene Nanoribbon Tunneling Field Effect Transistor (GeNR-TFET) using Gate-Drain Overlap and Decreasing Doping Density in the Drain Side

در اين پژوهش، كاهش جريان دوقطبي در ترانزيستور تونلي نانونوار ژرمانن برپايه نظريه تابعي چگالي و روش تابع گرين غيرتعادلي مورد بررسي قرار مي‌‌گيرد. در اين راستا با استفاده از دو روش پيشنهادي يعني استفاده از همپوشاني گيت برروي درين و همچنين كاهش ميزان دوپينگ سمت درين نسبت به سورس، ميزان كاهش جريان تونلي ناشي از حفره ها مورد شبيه سازي و مطالعه قرار مي‌گيرد. نتايج به‌دست‌آمده با استفاده از نرم افزارهاي كوانتوم اسپرسو و نانوتيكدويدز نشان‌دهنده اين هستند كه با امتداد طول گيت بر روي قسمتي از ناحيه درين، جريان دوقطبي كاهش مي‌يابد كه اين كاهش جريان با افزايش طول همپوشاني بيشتر مي­شود. از طرفي با كاهش ميزان دوپينگ سمت درين نسبت به سورس مجددا كاهش جريان دوقطبي اتفاق مي‌افتد. در ادامه با تلفيق هردو روش پيشنهادي مشاهده مي‌شود كه مي‌توان به‌خوبي جريان دوقطبي را در اين افزاره كاهش داد كه اين موضوع يك امر مهم در طراحي مدارات ديجيتال به حساب مي‌آيد.

In this research, we investigate the ambipolar current in germanene nanoribbon tunneling field effect transistor (GeNR-TFET) using combination of density functional theory (DFT) and non-equilibrium Green’s function method (NEGF). We propose two different methods to reduce the ambipolar current in the GeNR-TFET: using overlapped gate metal to cover part of the drain side and the other idea is to decrease the doping density in the drain side. The results show that by extension of the metal gate on the drain region, the hole current from the drain to channel reduces and it is possible to reduce this current more by using longer overlapping length. Also, results prove that by decreasing the doping density in the drain side compared with the source region, the ambipolar current declines. We obtain that by mixing two proposed ways, the ambipolar current can significantly be reduced. Suppression of this ambipolar current is an important challenge in digital circuit design.