Вплив матеріалів оксиду затвору та оксиду зворотного шару на ефект саморозігріву у FinFET
Анотація
Досліджено ефект саморозігріву польового транзистора з ребрами (FinFET). Моделюється залежність температури решітки в центрі каналу транзистора від товщини затворного оксиду, а також оксиду зворотного шару. Для затворних та зворотних оксидів розглядаються різні типи найбільш використовуваних оксидних матеріалів (SiO2, HfO2 та Si3N4) та їх комбінація SiO2+Si3N4. 3D-моделювання виконано за допомогою Sentaurus TCAD. Показано, що температура решітки повільно та монотонно зменшується зі збільшенням товщини затворного оксиду. Однак, температура решітки монотонно зростає зі збільшенням товщини зворотного шару оксиду. Така поведінка температури решітки залежить від співвідношення між швидкістю тепловиділення та розсіювання в каналі транзистора. Отримана поведінка температури решітки пояснюється різницею в теплопровідності оксидних матеріалів. Також залежність температури решітки від товщини затворного оксиду пояснюється збільшенням площі контакту між затворним оксидом та затвором зі збільшенням товщини затворного оксиду. Крім того, враховується, що швидкість джоулевої тепловиділення залежить від струму стоку, який також залежить від оксидних матеріалів.
Завантаження
Посилання
J.P. Colinge, “Multi-gate SOI MOSFETs,” Microelectronic Engineering, 84, 2071-2076 (2007) https://doi.org/10.1016/j.mee.2007.04.038
M. Hemalatha, N.B. Balamurugan, M. Suguna, and D.S. Kumar, “Impact of Variation in Fin Thickness and Self-Heating on the Output Characteristics of Triangular Gate FinFETs,” Silicon, 16, 2253-2266 (2024). https://doi.org/10.1007/s12633-023-02835-3
D. Vasileska, S. M. Goodnick, and K. Raleva, “Self-Consistent Simulation of Heating Effects,” in: Nanoscale Devices in Proceedings of the 13th International Workshop on Computational Electronics, (Beijing, China, 2009), pp. 1 4. https://doi.org/10.1109/IWCE.2009.5091146
A. Atamuratov, B. Jabbarova, M. Khalilloev, A. Yusupov, and A. Loureriro, “Self-heating effect in nanoscale SOI junctionless FinFET with different geometries,” in: 2021 13th Spanish Conference on Electron Devices (CDE), pp. 62–65 (IEEE, 2021). https://doi.org/10.1109/CDE52135.2021.9455728
Y. Wang, H. Liang, H. Zhang, D. Li, Y. Lu, M. Yi, and Z. Huang, “A new characterization model of FinFET self-heating effect based on FinFET characteristic parameter,” Microelectronic Engineering, 287, 1112155 (2024). https://doi.org/10.1016/j.mee.2024.112155
B. Smaani, N. Paras, S.B. Rahi, Y.S. Song, R. Yadav, and S. Tayal, “Impact of the Self-Heating Effect on Nanosheet Field Effect Transistor Performance,” ECS Journal of Solid-State Science and Technology, 12(2), 021005 (2023). https://doi.org/10.1149/2162-8777/acb96b
A.E. Atamuratov, B. Jabbarova, M.M. Khalilloev, A. Yusupov, K. Sivasankaran, and J.C. Chedjou, “Impact of the channel shape, back oxide and gate oxide layers on self-heating in nanoscale JL FINFET,” Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics, 13(2), 148–155 (2022). https://doi.org/10.17586/2220-8054-2022-13-2-148-155
V.S. Basker, T. Standaert, H. Kawasaki, C.C. Yeh, K. Maitra, T. Yamashita, J. Faltermeier, et al., in: Proceedings of the Symposium on VLSI Technology, (IEEE, 2010), p. 19.
A.E. Atamuratov, B.O. Jabbarova, M.M. Khalilloev, A. Yusupov, “The Self-Heating Effect in Junctionless Fin Field-Effect Transistors Based on Silicon-on-Insulator Structures with Different Channel Shapes,” Technical Physics Letters, 47(7), 542-545 (2021). https://doi.org/10.1134/S1063785021060055
M. Balasubbareddy, K. Sivasankaran, A.E. Atamuratov, and M.M. Khalilloev, “Optimization of vertically stacked nanosheet fet immune to self-heating,” Micro and Nanostructures, 182, 207633 (2023). https://doi.org/10.1016/j.micrna.2023.207633
L.J. McDaid, S. Hall, P.H. Mellor, W. Eccleston, and J.C. Alderman, “Physical origin of negative differential resistance in SOI transistors,” Electron. Lett. 25(13), 827–828 (1989). https://doi.org/10.1049/el:19890557
A.E. Atamuratov, B.O. Jabbarova, M.M. Khalilloev, A. Yusupov, and K. Sivasankaran, “Influence of the Gate Oxide and Back Oxide Material Types on Self-heating Effect in Junctionless FinFET,” in: International Conference of Young Specialists on Micro Nanotechnologies and Electron Devices EDM, 2024, pp. 2630–2633 https://doi.org/10.1109/EDM61683.2024.10615156
Авторське право (c) 2025 М.М. Халіллоєв, Б.О. Джаббарова, Ф. Єщанов, А.Є. Атамуратов
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
