Моделирование туннельного полевого транзистора в Synopsys Sentaurus TCAD
Выполнил: Исаков Иван, гр. 0203
Способ задания туннельного эффекта в Synopsys Sentaurus TCAD.
Туннельный эффект, туннелирование — преодоление микрочастицей потенциального барьера в случае, когда её полная энергия (остающаяся при туннелировании неизменной) меньше высоты барьера.
Структура (1) Si/SiO2/Si
Структура состоит из атомов кремния и молекул оксида кремния. Кремний имеет период решётки 5,431 Å.
Поэтому длины менее 100 нм должны быть кратны периоду решётки. Пусть глубина структуры равна 19
периодам решётки кремния, что составляет 19*0,54 ≈ 10,3 нм.
Оксид кремния в большинстве технологических процессом выращивается аморфным. В качестве периода
решётки барьера возьмём параметр a или b решётки α-кварца. a = b = 4,91 Å. Пусть толщина барьера кратна
4 таким периодам. 4*0,49 = 1,96 нм.
Рисунок 1 – Исследуемая структура
Вольтамперная характеристика структуры
Рисунок 2 – Вольтамперная характеристика
Распределение концентрации �электронов, электрического поля и скорости электронов.
Рисунок 3 – Концентрация электронов
Рисунок 4 – Электростатическое поле
Рисунок 5 – Скорость электронов
Структура (2) Si(n-тип)/Si(p-тип)/Si(n-тип)
Структура состоит из атомов кремния и молекул оксида кремния. Кремний имеет период решётки 5,431 Å.
Поэтому длины менее 100 нм должны быть кратны периоду решётки. Пусть глубина структуры равна 19
периодам решётки кремния, что составляет 19*0,5431 ≈ 10,317 нм.
Толщина барьера тогда будет равна 4*0,5431 ≈ 2,172 нм.
Рисунок 6 – Исследуемая структура
Сравнение вольтамперных характеристик
Рисунок 8 – Сравнение вольтамперных характеристик двух структур
Создание затвора
Рисунок 9 – Структура Si/SiO2/Si с затвором
Рисунок 10 – Структура Si(n-тип)/Si(p-тип)/Si(n-тип) с затвором
Выходные характеристики
Рисунок 11 – Сравнение ВАХ Si(n)/SiO2/Si(n)
Рисунок 12 – Сравнение ВАХ Si(n)/Si(p)/Si(n)
Без затвора
Без затвора
С затвором
С затвором
Обзор результатов
Без затвора
С затвором
СПАСПБО ЗА ВНИМАНИЕ!