معرفی ساختار، مدل سازی و تحلیل ترانزیستور بدون پیوند نامتجانس Si/Si۱-xGex

در ترانزیستورهای بدون پیوند، آلایش سورس-کانال-درین از یک نوع و در یک سطح است; بنابراین فرآیند ساخت ترانزیستورهای بدون پیوند نسبت به ترانزیستورهای مد وارونگی آسان تر است. علیرغم این مزیت، کاهش هدایت انتقالی ترانزیستور بدون پیوند به دلیل کاهش سرعت حامل، عملکرد این نوع ترانزیستور را برای کاربردهای آنالوگ، فرکانس رادیویی و در نویز فرکانس بالا با مشکل مواجه می کند. روش موثری که بدون کاهش بازده، هدایت انتقالی ترانزیستور بدون پیوند را افزایش می دهد، استفاده از ساختار نامتجانس در کانال است. در این مقاله استفاده از مواد Si و Si۱-xGex در کانال برای افزایش هدایت انتقالی ترانزیستور بدون پیوند پیشنهاد و مدل سازی می شود. ساختار ویژه ترانزیستور پیشنهادی که JL-Si/Si۱-xGex نامیده می شود، باعث حذف پراکندگی بین دره ای مابین دره های ∆_۲ و∆_۴ شده و این موضوع باعث افزایش سرعت حرکت الکترون و به دنبال آن افزایش چشمگیر هدایت انتقالی می شود. نتایج مدل سازی ترانزیستور نامتجانس JL-Si/Si۱-xGex پیشنهادی، بیشینه هدایت انتقالی را mS/um ۵,۲ نشان می دهد که نسبت به ترانزیستور مشابه سیلیکونی JL-Si، %۵۰ افزایش یافته است. همچنین محاسبات مستخرج از مدل سازی نشان می دهد که ترانزیستور JL-Si/Si۱-xGex پیشنهادی دارای فرکانس قطع بهره واحد ۷۵۰ گیگاهرتز، عدد نویز کمینه ۶۵,۰ دسی بل و بهره در دسترس ۵,۲۸ دسی بل است. پارامترهای فرکانس قطع، عدد نویز حداقل و بهره در دسترس ترانزیستور JL-Si/Si۱-xGex پیشنهادی در مقایسه با ترانزیستور JL-Si با ابعاد مشابه به ترتیب، %۳۴، %۶۲.۵ و %۵۳ بهبود یافته است. ترانزیستور JL-Si/Si۱-xGex پیشنهادی می تواند جایگزین مناسبی برای ترانزیستورهای متداول مد وارونگی در کاربردهای آنالوگ و فرکانس رادیویی باشد.

Keywords:

ترانزیستور بدون پیوند , پیوند نامتجانس Si/Si۱-xGex , فرکانس رادیویی , نویز فرکانس بالا , هدایت انتقالی , فرکانس قطع