بهبود مشخصات الکتریکی و گرمایی در نانوترانزیستورهای سیلیسیم ژرمانیم روی عایق

در این پایان نامه به بررسی و آنالیز مشخصات الکتریکی و گرمایی نانو ترانزیستورهای سیلیسیم ژرمانیم روی عایق و ارائه ی چندین ساختار نوین برای آن ها پرداخته ایم. با پیشرفت تکنولوژی، اندازه ی ترانزیستورها در مقیاس نانومترخواهند شد تا بتوان از تعداد بیشتری از آن ها در مدارات توان پایین استفاده نمود. کوچک سازی ترانزیستورها، مشکلات الکتریکی و گرمایی زیادی را از قبیل اثرات کانال کوتاه، اثرات حامل های داغ، خودگرمایی و کاهش موبیلیتی ترانزیستور بوجود خواهد آورد. بنابراین در ساختارهای ارائه شده در این پایان نامه سعی بر آن شده است تا با مهندسی ناخالصی کانال، لایه ی عایق مدفون و توزیع سیلیسیم ژرمانیم کانال، تا حد ممکن مشکلات ترانزیستورهای کانال کوتاه را بهبود بخشیم. ابتدا ترانزیستور سیلیسیم ژرمانیم روی عایقی با توزیع افقی تدریجی ناخالصی کانال مورد مطالعه قرار گرفته است که بهبود جریان نشتی، اثر الکترون گرم و کانال کوتاه را به دنبال خواهد داشت. علاوه بر این به کارگیری این نوع توزیع ناخالصی در کانال ترانزیستور سیلیسیم روی عایق سبب کاهش دمای آن خواهد شد. در ساختار بهینه سازی شده ی بعدی از توزیع ابتکاری پله ای برای سیلیسیم ژرمانیم استفاده شده است. افزایش قابل توجه موبیلیتی، سرعت حامل ها، جریان درین و بهبود اثر حامل های داغ از نتایج استفاده ی این نوع توزیع می باشد. سپس باردیگر به مهندسی ناخالصی کانال پرداخته ایم. توزیع عمودی تدریجی ناخالصی در کانال که از مقدار کم به زیاد توزیع می شود سبب بهبود جریان حالت روشن و خاموش ترانزیستور و اثرات کانال کوتاه خواهد شد. در شیوه ی توزیع دیگر، ناخالصی به طور عمودی و از مقدار زیاد به کم توزیع شده است که این نوع توزیع ناخالصی بهبود قابل توجه مشخصات الکتریکی و گرمایی را به دنبال خواهد داشت. در نهایت نیز به مهندسی لایه ی اکسید مدفون در ترانزیستور سیلیسیم روی عایق، جهت بهبود پدیده ی خود گرمایی پرداخته ایم. استفاده از عایق مدفون دو ماده ای و لایه ی مدفون بدون ناخالصی سیلیسیم، منجر به کاهش دمای ترانزیستور، افزایش موبیلیتی و جریان درین خواهد شد.