Cấu trúc Silicon-Germanium trong Transistor hiệu ứng trường nanowire silicon căng trong cấu hình cổng bao quanh

Springer Science and Business Media LLC - Tập 3 - Trang 251-255 - 2004
Yiming Li1,2, Jam-Wem Lee2, Hung-Mu Chou3
1Department of Computational Nanoelectronics, Nano Device Laboratories, Hsinchu, Taiwan
2Microelectronics and Information Systems Research Center, National Chiao Tung University, Hsinchu, Taiwan
3Department of Electrophysics, National Chiao Tung University, Hsinchu, Taiwan

Tóm tắt

Trong bài báo này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu số các đặc điểm điện của transistor hiệu ứng trường (FET) nanowire silicon căng với cổng bao quanh bằng cách thay đổi bán kính (RSiGe) của dây silicon-germanium (SiGe). Nhờ vào độ di chuyển của electron cao hơn, các FET loại n với lớp kênh silicon căng có thể nâng cao khả năng điều khiển (tăng khoảng 8% dòng điện thoát) so với FET silicon nguyên chất. Dòng điện rò và đặc tính chuyển tiếp, điện áp ngưỡng (Vt), sự giảm chiều cao rào cản do điện áp drain (DIBL), và điện dung cổng (CG) được đánh giá liên quan đến chiều dài cổng khác nhau (LG), điện áp cổng (VG), và RSiGe. Đối với các hiệu ứng kênh ngắn, chẳng hạn như sự giảm Vt và DIBL, transistor FET nanowire silicon căng với cổng bao quanh duy trì các đặc tính tương tự với FET silicon nguyên chất.

Từ khóa

#transistor hiệu ứng trường #silicon căng #nanowire silicon #silicon-germanium #đặc tính điện

Tài liệu tham khảo

B.H. Lee et al., “Performance enhancement on sub-70 nm strained silicon SOI MOSFETs on ultra-thin thermally mixed strained silicon/SiGe on insulator (TM-SGOI) substrate with raised S/D,” Tech. Dig. IEDM 946 (2002). H.M. Nayfeh et al., “Influence of high channel doping on the inversion layer electron mobility in strained silicon n-MOSFETs,” IEEE Elec. Dev. Lett., 24, 248 (2003). J. Welser et al., “NMOS and PMOS transistors fabricated in strained silicon/relaxed silicon-germanium structures,” Tech. Dig. IEDM 1000 (1992). M. Rashed et al., “Simulation of electron transport in strained silicon on relaxed Si1−xGex substrates,” in Proc. Biennial University/Government/Industry Microelec. Symp. (1995) vol. 168. J.R. Hwang et al., “Performance of 70 nm strained-silicon CMOS devices,” Dig. Tech. 2003 Symp. VLSI Tech., 103 (2003). L. Huang et al., “Electron and hole mobility enhancement in strained SOI by wafer bonding,” IEEE Trans. Elec. Dev., 49, 1566 (2002). C. Fenouillet-Beranger et al., “Requirements for ultra-thin-film devices and new materials for the CMOS roadmap,” Solid-State Elec., 48, 961 (2004). M. Enciso Aguilar et al., “Strained Si HFETs for microwave applications: State-of-the-art and further approaches,” Solid-State Elec., 48, 1443 (2004). F.-L. Yang et al., “Strained FIP-SOI (finFET/FD/PD-SOI) for sub-65 nm CMOS scaling,” in Dig. Tech. 2003 Symp. VLSI Tech. (2003) p. 137. K. Rim et al., “Fabrication and analysis of deep submicron strained-Si n-MOSFET’s,” IEEE Trans. Elec. Dev., 47, 1406 (2000). F.-L. Yang et al., “25 nm CMOS Omega FETs,” Tech. Dig. IEDM, 255 (2002). H. Wakabayashi et al., “Sub-10-nm planar-bulk-CMOS devices using lateral junction control,” Tech. Dig. IEDM S20P7 (2003). S.N. Balaban et al., “Quantum transport in a cylindrical sub-0.1 μm silicon-based MOSFET,” Solid-State Elec., 46, 435 (2002). R. Venugopal et al., “Simulating quantum transport in nanoscale transistors: Real versus mode-space approaches,” J. App. Phys., 92, 3730 (2002). J. Wang et al., “Does source-to-drain tunneling limit the ultimate scaling of MOSFETs?,” Tech. Dig. IEDM, 707 (2002). A. Svizhenko et al., “Role of scattering in nanotransistors,” IEEE Trans. Elec. Dev., 50, 1459 (2003). H. Kawaura et al., “Observation of source-to-drain direct tunneling current in 8 nm gate electrically variable shallow junction metal-oxide-semiconductor field-effect transistors,” Appl. Phys. Lett., 76, 3810 (2000). A. Schenk et al., “2D Analysis of source-to-drain tunneling in decananometer MOSFETs with the density-gradient model,” in Tech. Proc. Int. Conf. Modeling and Simulation of Microsystems 552 (2002). A. Asenov et al., “The use of quantum potentials for confinement in semiconductor devices,” in Tech. Proc. Int. Conf. Modeling and Simulation of Microsystems 490 (2002). Y. Li et al., “A Practical implementation of parallel dynamic load balancing for adaptive computing in VLSI device simulation,” Engineering with Computers, 18, 124 (2002). Y. Li et al., “A two-dimensional quantum transport simulation of nanoscale double-gate MOSFETs using parallel adaptive technique,” IEICE Trans. Information and Systems, E87-D, 1751 (2004). T.-W. Tang et al., “Discretization scheme for the density-gradient equation and effect of boundary conditions,” J. Comput. Elec., 1, 389 (2002). C.-S. Tang et al., “Simulation of electrical characteristics of surrounding- and omega-shaped-gate nanowire FinFETs,” Proc. IEEE Conf. Nanotech. 281 (2004). K. Matsuda, “Phonon scattering effects on temperature dependence of conductivity in strained silicon,” J. Comput. Elec., 1, 425 (2002). G. Kaiblinger-Grujin et al., “A universal low-field electron mobility model for semiconductor device simulation,” in Tech. Proc. Int. Conf. Modeling and Simulation of Microsystems 70 (1998). A.R. Brown et al., “Intrinsic fluctuations in sub 10-nm double-gate MOSFETs introduced by discreteness of charge and matter,” IEEE Trans. Nanotech., 1, 195 (2002). A. Asenov et al., “Quantum mechanical and transport aspects of resolving discrete charges in nano-CMOS device simulation,” in Proc. IEEE Conf. Nanotech. 334 (2004).