A novel carbon nanotube field effect transistor with symmetric graded double halo channel (GDH–CNTFET) is presented for suppressing band to band tunneling and improving the device performance. GDH structure includes two symmetric graded haloes which are broadened throughout the channel. The doping concentration of GDH channel is at maximum level at drain/source side and is reduced gradually toward zero at the middle of channel. The doping distribution at source side of channel reduces the drain induced barrier lowering (DIBL) and the drain side suppresses the band to band tunneling effect. In addition, broadening the doping throughout the channel increases the recombination of electrons and holes and acts as an additional factor for improving the band to band tunneling. Simulation results show that applying this structure on CNTFET enhances the device performance. In comparison with double halo structure with equal saturation current, the proposed GDH structure shows better characteristics and short channel parameters. Furthermore, the delay and power delay product (PDP) analysis versus on/off current ratio shows the efficiency of the proposed GDH structure

چکیده

یک ترانزیستور اثر میدان جدید از نوع نانولوله کربنی با کانال حلقه‌ای دوبل مدرج و متقارن (GDH-CNTFET) به منظور کاهش اثر تونل زنی باند به باند و بهبود عملکرد قطعه، معرفی شده است. ساختار GDH شامل دو حلقه مدرج متقارن است که در سرتاسر کانال گسترش یافته اند. غلظت ناخالصی کانال GDH در سمت درین/سورس در ماکزیمم سطح خود بوده و به تدریج در میانه کانال به سمت صفر میل می کند. توزیع ناخالصی در سمت سورس کانال سبب کاهش اثر تضعیف سد درین (DIBL) شده و در سمت درین نیز اثر تونل زنی باند به باند کم می شود. علاوه بر این، گسترش ناخالصی در سرتاسر کانال سبب افزایش ترکیب الکترون ها و حفره ها شده و به عنوان یک عامل اضافی در بهبود اثر تونل زنی باند به باند عمل می کند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که اعمال این ساختار روی (CNTFET) عملکرد قطعه را بهبود می دهد. در مقایسه با ساختار حلقه دوبل با جریان اشباع برابر، ساختار GDH پیشنهادی مشخصه های بهتری را در کنار پارامترهای کانال کوتاه از خود نشان می دهد. همچنین، آنالیز تأخیر و تأخیر توانی تولیدی (PDP) برحسب نرخ جریان on/off نشان دهنده اثربخشی ساختار پیشنهادی GDH می باشد.

1-مقدمه

نانولوله کربنی (CNT) به عنوان یکی از بلوک های سازنده اصلی و مهم در قطعات نانو در نظر گرفته شده است. هیچ تردیدی نیست که CNT دارای مشخصه های مکانیکی، الکتریکی و نوری فوق العاده ای است، همان گونه که در بسیاری از مقالات اشاره شده است. این ساختار توجه بسیاری را از سوی محققین و مهندسین که به دنبال روش هایی برای مینیمم سازی اندازه قطعات بدون تضعیف عملکرد آنها هستند، جلب کرده است...