Abstract
A unified analytical continuous model, based on an approximate solution of Poisson’s equation, is proposed for the current–voltage (I–V) characteristics of accumulation mode (junctionless FETs) and conventional inversion mode MOSFETs which have symmetric and asymmetric double-gate structures. As a unified model, it is applicable to both junctionless and conventional double-gate (DG) MOSFETs and also represents the I–V characteristics of the MOSFETs with symmetric and asymmetric cases. The model with symmetric and asymmetric gates accounts for body doping, body thickness, and front-gate and back-gate oxide thicknesses. The model is verified by comparing with TCAD simulation results and shows a good agreement
چکیده
یک مدل تحلیلی یکپارچه، بر مبنای یک راه حل تقریبی معادله پواسون، برای منحنی مشخصه های جریان ولتاژ (I-V) در حالت تجمعی (FET های بدون پیوند) و حالت معمولی MOSFET های معکوس که دارای ساختارهای متقارن و نامتقارن گیت دوگانه هستند، ارائه شده است. به عنوان یک مدل واحد، این مدل در هر دو ماسفتهای بدون پیوند و ماسفت های معمولی دو گیته قابل اجرا است و همچنین نشان دهنده مشخصه های I-V از MOSFET های با حالتهای متقارن و نامتقارن است. مدل با گیت های متقارن و نامتقارن برای دوپینگ بدنه، ضخامت بدنه، و ضخامت اکسید پشت و جلوی گیت در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از این مدل با نتایج شبیه سازی TCAD مقایسه شده و نتایج مطابقت بسیار خوبی باهم دارند.
1-مقدمه
ترانزيستورهاي MOSFET بدون پيوند (JL) به تازگی ارائه شده اند و طبق نتایج تجربی نشان داده در[1-3] این ترانزیستورها یک ترانزیستور بدون پیوند سورس/درین هستند و کاربردهای گسترده ای دارند و توسط ضخامت بدنه سیلیکونی طراحی شده اند و می تواند تحت کنترل بایاسهای گیت روشن و خاموش شوند. ماسفتهای JL دارای ویژگی های مطلوب بسیاری مانند نبود اتصالات ناگهانی (که فرآیند تولید آنها را دشوار می سازد)، یک ساختار تولید ساده شده و غیره هستند. تحقیقات تئوری در مورد JL MOSFET با ساختار متقارن دو گیته [4] و ساختار نانوسیم استوانه ای شکل (NW) [5] بررسی شده اند. مدلی از یکJL SOI-FET [6] گزارش شده است. تفاوت عمده بین ماسفتهای JL و ماسفتهای متداول حالت معکوس، در نوع دوپینگ بدنه آنها (دوپینگ بدنه نوع n برای JL MOSETs ها و دوپینگ بدنه نوع p برای ماسفتهای متعارف نوع n) و حالت انتقال (حالت تجمعی برای ماسفتهای JL و حالت معکوس برای ماسفت های معمولی) می باشد...