مدل سازی افزاره بدون پیوندی سیلیکون روی عایق نانومقیاس پیشنهادی جهت بهبود مشخصات حالت ماندگار و فرکانسی

در این مقاله برای بهبود عملکرد افزاره اثر میدانی بدون پیوند مبتنی بر سیلیسیم روی عایق نانومقیاس، تغییراتی هدفمند در ساختار افزاره انجام شده است. ساختار پیشنهادی با دو هدف مهم، یکی کاهش اثر خودگرمایی و دیگری کاهش جریان خاموش طراحی شده است. برای کاهش اثر خودگرمایی، ضخامت اکسید مدفون زیر کانال به نصف تقلیل یافته و همچنین بخشی از آن که زیر کانال و نزدیک به ناحیه منبع است با یک لایه بافر با آلایشی برابر با بستر جایگزین شده است. افزایش رسانش حرارتی موثر و همچنین تشکیل ناحیه تخلیه اضافی در مرز کانال پایینی با لایه بافر تعبیه‌شده، منجر به بهبود مشخصات حالت ماندگار و همچنین فرکانسی افزاره پیشنهادی شده است. در روش پیشنهادی که بر اصلاح شکل نوار انرژی استوار است، پارامترهای مهمی همچون جریان خاموش، نسبت جریان روشنایی به خاموش، شیب زیرآستانه، دمای شبکه بحرانی، بهره ولتاژ، رسانایی انتقالی، خازن‌های پارازیتی، بهره‌های توان، فرکانس قطع و فرکانس بیشینه نوسانی و بهره نویز مینیمم در مقایسه با ساختار متداول بهبود قابل ملاحظه‌ای یافته است. همچنین ملاحظات طراحی لایه بافر و نقش پارامترهای آن بر روی عملکرد الکتریکی افزاره پیشنهادی مورد بررسی قرار گرفته است. ساختارهای مورد مطالعه در این مقاله توسط نرم‌افزار SILVACO که از مدل‌های فیزیکی مقاوم و دقیقی برای آنالیز افزاره‌های نیمه‌هادی برخوردار است، شبیه‌سازی شده و نتایج ارایه‌شده در مقاله حاضر همگی برتری عملکرد ساختار پیشنهادی را نشان می‌دهند.