ساخت دیود اثر میدانی (fed)، مدلسازی و شبیه سازی آن در ابعاد نانومتری

هدف این پایان نامه دکتری بررسی عملکرد ترانزیستوری دیود اثر میدانی (fed) است. ساختار این دیود مشابه با یک mosfet می باشد، بطوریکه آلایش سورس و درین آن متفاوت بوده و دارای دو گیت بر روی کانال است. این ترانزیستور قابلیت روشن و خاموش شدن با ولتاژ گیتها را دارد. نتایج حاصل از شبیه سازی این افزاره با استفاده از نرم افزار minimos-nt نشان می دهد که این ترانزیستور با ساختار معمولی آن در ابعاد میکرومتری به آسانی با اعمال ولتاژ مناسب روشن و خاموش می شود. هنگامیکه ابعاد این افزاره به زیر میکرومتر کاهش می یابد، افزاره با اعمال ولتاژ حالت خاموش، جریانی در حدود جریان حالت روشن عبور می دهد. برای اصلاح این رفتار ساختار اصلاح شده fed پیشنهاد شده که نواحی سورس و درین در آن، از هر دو نوع آلایش n وp ساخته شده است. fed اصلاح شده با اعمال ولتاژ مناسب روشن و خاموش شده بطوریکه جریان خاموشی بسیار کمی از آن عبور می کند. ساختار پیشنهادی با یک mosfet با ابعاد مشابه مقایسه شده است. نتایج حاکی از آن است که نسبت ion/ioff در ساختار fed نسبت به mosfet با ابعاد مشابه حدود ده تا صد برابر بیشتر می باشد. از آنجا که هدف اصلی این پایان نامه دکتری ساخت fed معمولی بوده و مراحل ساخت آن تا حدودی با ساختار mosfet مشابه می باشد، مراحل ساخت نیز مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجایی که در فرآیند ساخت دیود اثر میدانی اصلاح شده در ابعاد نانومتری، نیاز به ایجاد نواحی سورس و درین با عمق بسیار کم در مناطق انباره وجود دارد، دیود اثر میدانی با اتصالات جانبی پیشنهاد گردید تا بتواند این نیاز را رفع نماید. در نتیجه همراه با بررسی رفتار دیود اثر میدانی، عملکرد دیودهای اثر میدانی با اتصالات جانبی هم مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهند که دیودهای اثر میدانی دارای عملکرد مناسب تری نسبت به mosfet ها هستند. این قطعات دارای سرعت بالایی بوده و جریان آن ها نیز در مقایسه با mosfet ها به دلیل عدم انسداد و اثر الکترون های داغ، اشباع نمی شود. از اینرو می توان دیودهای اثر میدانی را گزینه مناسبی به جای mosfet در برخی از کاربردهای دیجیتال در نظر گرفت. همچنین از آنجا که این افزاره از جمله ساختارهای جدیدی می باشد که تاکنون بسیاری از مشخصات آن مورد بررسی قرار نگرفته، در این رساله به مدلسازی آن پرداخته شده است. در اینجا سعی شده است که بتوان یک مدل ریاضی برای ساختار معمولی آن ارائه شود.