محاسبه‌ي پتانسيل سطحي و جريان زيرآستانه در ماسفت‌هاي كانال كوتاه

Calculation of Surface Potential and Subthreshold Current in Short Channel Nano MOSFETs

با استفاده از يك مدل تحليلي مبتني بر حل معادله دوبعدي پواسون، پتانسيل سطحي نمايي در دو ماسفت كانال كوتاه n و p را محاسبه و رسم كرده‌ايم. پتانسل سطحي بر حسب طول براي ماسفت‌هاي كانال ?m1 مذكور تغييرات زيادي را در طول كانال از چشمه تا چاهك نشان مي‌دهد كه اين رفتار را مي‌توان به آثار كانال كوتاه نسبت داد در حالي كه مقدار آن در همين ناحيه براي ماسفت كانال ?m3 ثابت است. سپس ولتاژ آستانه بر حسب تابعي از طول كانال و هم‌چنين جريان زيرآستانه‌ي چاهك را محاسبه نموده و نشان داده‌ايم كه ولتاژ آستانه براي ماسفت‌هاي كانال كوتاه كاهش مي‌يابد. مقايسه پتانسيل سطحي و جريان زيرآستانه‌ي محاسبه شده با نتايج محاسباتي ديگر مدل‌هاي ارائه شده در اين مقاله و داده‌هاي تجربي ماسفت كانال n ، نشان از توافق قابل قبول بين آن‌ها دارد.

Using an analytical model based on the solution of two dimensional Poissonʹs equation, the exponential surface potential of two short channel n and p MOSFETs has been calculated and plotted. The surface potential shows considerable variation along the channel length of 1?m MOSFETs, and this behavior is attributed to short channel effects while it is constant in the same region for that of 3?m MOSFET. Then we have calculated the drain sub-threshold current and threshold voltage against channel length, showing that the threshold voltage decreases for short channel MOSFETs. Comparison between the calculated surface potential and the subthreshold current to the calculated results of other models presented in this work and the experimental data of an n channel MOSFET shows reasonable agreement among them.