بخش نانو ترانزیستور های اثر میدانی(Nano Teransistor Mosfet)
(هِترو ساختار اولیه Si / SiGe) در نانو ترانزیستور اثر میدانی
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: تغییرات عرض کانال نانو ترانزیستور اثر میدانی گیت در اطراف می تواند باعث تغییرات نامطلوب و از بین رفتن تحرک شود.
یک نانو ترانزیستور گیت- دروازه در اطراف FET - می تواند مشکل را دور بزند. و از نظر الکترواستاتیک ، دروازه گیت همه جانبه نانو ترانزیستوری است که در آن یک دروازه در هر چهار طرف کانال قرار می گیرد. در اصل این نانوسیم سیلیکونی است که گیتی به دور آن می چرخد. در بعضی موارد ، FET در اطراف می تواند گیت مشترک یا سایر مواد را در کانالها داشته باشد.نانولت های لایه ای افقی به عنوان اجماع برای ترانزیستور 5 نانومتر ظاهر می شوند. این دستگاه ها با لایه های متناوب سیلیکون و سیلیکون ژرمانیوم (SiGe) شروع می شوند که به ستون ها الگوی می شوند.ایجاد هتروساختار اولیه Si / SiGe صریح است و الگوی ستونی شبیه به ساختار باله برای نانو ترانزیستور میباشد. چند برای ترانزیستور های ورق نانو GAAFET تورفتگی در لایه های SiGe باعث ایجاد فاصله داخلی بین منبع / تخلیه می شود ، که در نهایت در کنار ستون و فضایی که دروازه گیت نانو ترانزیستور قرار دارد قرار می گیرد. این فاصله دهانه عرض دروازه را مشخص می کند. سپس ، هنگامی که فاصله های داخلی در محل هستند ، یک اچ کانال آزاد SiGe را حذف می کند. نانو لایه دی الکتریک گیت و فلز را در فضاهای بین نانوسیم های سیلیکون قرار می دهد.برای به حداقل رساندن اعوجاج مشبک و سایر نقایص ، میزان ژرمانیم لایه های SiGe باید تا حد ممکن کم باشد. انتخاب نانو لایه در نانو ترانزیستور گیت در اطراف با محتوای Ge یا ژرمانیوم افزایش می یابد ، و فرسایش لایه های سیلیکون در طول تورفتگی فواصل داخلی یا گیت کانال رها سازی نانو ترانزیستور و کانال بر ضخامت کانال گیت در اطراف و در نتیجه ولتاژ آستانه تأثیر می گذارد.با کوچک کردن تمامی ابعاد افقی و عمودی ترانزیستور، چگالی بار الکتریکی در نواحی گوناگون نانو ترانزیستور افزایش مییابد یا به بیان دیگر تعداد بار الکتریکی در یکای سطح نانو ترانزیستور زیاد میشود. این اتفاق دو پیامد منفی دارد: اول با افزایش چگالی بار الکتریکی امکان تخلیه ی بار الکتریکی از نواحی عایق ترانزیستور افزایش و این اتفاق موجب آسیب رسیدن به ترانزیستور و خرابی آن میشود. این اتفاق مشابه تخلیه ی بار الکتریکی اضافی بین ابر و زمین در پدیده ی آذرخش یا صاعقه است که موجب یونیزه شدن مولکول های هوا به یونهای منفی و مثبت میشود. ثانیاً با افزایش چگالی بار الکتریکی، ممکن است الکترونها تحت تاثیر نیروهای رانشی یا ربایشی که هم اکنون مقدار آن افزایش یافته، از محدودهی شعاع یک اتم خارج شوند و به محدوده ی شعاع اتم مجاور وارد شوند.
این اتفاق در نانو ترانزیستور اثر میدانی را در فیزیک کوانتوم، تونل زدن میگویند. تونل زدن الکترون از یک اتم به اتم مجاور، پدیده ای است که در ابعاد کوچک بین الکترونها بسیار اتفاق میافتد. این پدیده اساس کار بعضی قطعات الکترونیکی و بعضی نانو سکوپ ها هم میباشد. اما در نانو ترانزیستور این پدیده، پدیده ی مفیدی نیست، چرا که تونل زدن الکترون از یک اتم به اتم مجاور ممکن است همچنان ادامه یابد و یک جریان الکتریکی را موجب شود. این جریان الکتریکی اگر چه ممکن است بسیار کوچک باشد اما چون ناخواسته و پیش بینی نشده میباشد، همچون یک مسیر نشتی برای جریان الکتریکی رفتار میکند و موجب تغییر رفتار الکتریکی نانو ترانزیستور میشود.
نتیجه گیری :
تغییرات عرض کانال نانو ترانزیستور اثر میدانی گیت در اطراف می تواند باعث تغییرات نامطلوب و از بین رفتن تحرک شود.