NCN PRELUDIUM

Projekt

Badanie zjawiska tunelowania międzypasmowego między niskowymiarowymi gazami nośników w polowym tranzystorze tunelowym; NCN PRELUDIUM

Opis

Miniaturyzacja przyrządów półprzewodnikowych jest jednym z najważniejszych czynników wzrostu stopnia integracji układów scalonych opisanych prawem Moore’a. Przy skalowaniu wymiarów tranzystorów MOSFET (ang. Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor) pojawiają się nowe niechciane efekty, takie jak DIBL (ang. Drain Induced Barrier Lowering), nasycenie prędkości nośników, efekty gorących nośników czy jonizacja zderzeniowa. Efekty te powodują degradacje charakterystyk elektrycznych. We współczesnych układach scalonych (US) pobór mocy największym problemem ograniczającym rozwój technologii komputerowej. Minimalne napięcie zasilania (Vdd) jest związane z nachyleniem charakterystyki przejściowej przyrządu, która może być opisana przez współczynnik SS (ang. subthreshold swing). SS, to kluczowy czynnik wpływający na możliwość skalowania zasilania tranzystorów. Konwencjonalny MOSFET posiada fundamentalne ograniczenie SS=60 mV/dekadę w temp. pokojowej z racji ponad barierowego transportu nośników. Redukcja napięcia zasilania 10x skutkuje w 100x oszczędności w poborze mocy przez przyrząd, co z kolei oznacza ogromna oszczędności mocy w przypadku układu scalonego (100x „”liczba tranzystorów w US”). W celu kontynuowania postępu technologii komputerowej, potrzebna jest nowa klasa przyrządów. Jednym z najbardziej obiecujących kandydatów jest tunelowy tranzystor polowy (ang. Tunnel Field Effect Transistor – TFET). Wykorzystuje on zjawisko kwantowo mechaniczne zwane tunelowaniem międzypasmowym jako mechanizm transportu nośników. Z tego względu możliwe jest uzyskanie współczynnika SS < 60 mV/dekadę. Istnieje potrzeba rozwijania fizycznych modeli przyrządów TFET oraz narzędzi do ich symulowania w różnych konfiguracja w celu badania transportu nośników w tych strukturach. Głównym celem projektu jest teoretyczne zbadania tunelowania pomiędzy obszarami niskowymiarowymi w przyrządzie TFET w różnych strukturach. W tym celu zostanie opracowany zaawansowany symulator numeryczny.

Finansowanie

Finansowany w ramach konkursu PRELUDIUM 16 przez Narodowe Centrum Nauki

Nr projektu

2018/31/N/ST7/01147

Okres realizacji

08.07.2019 – 07.07.2022

Wartość projektu

148 500 zł

Kierownik projektu

dr inż. Piotr Wiśniewski

Skip to content