Zeitschrift für Elektrotechnik und Elektronik

Temperaturabhängiges Subschwellen-Drainstrommodell für Junction-less-Gate-all-Around-MOSFET mit High-K-Gate-Stack

Suman Sharma, Rajni Shukla und MR Tripathy

In dieser Arbeit wird ein temperaturabhängiges Sub-Threshold-Drain-Strommodell für Junction-less (JL) Gate all around (GAA) MOSFET mit High-k-Gate-Stack entwickelt. Die Poisson-Gleichung in Zylinderkoordinaten wurde mithilfe der Parabolic Potential Approximation (PPA) gelöst. Mithilfe des vorgeschlagenen Modells wurde die Auswirkung von Temperaturschwankungen zwischen 300 und 500 K auf die Sub-Threshold-Leistung des JL-GAA MOSFET durch Variation der Gate-Stack-Dicke ermittelt. Das entwickelte Modell wurde auch verwendet, um den Sub-Threshold-Slop von JL-GAA MOSFET bei hohen Umgebungstemperaturen zu untersuchen. Da die Dotierungskonzentration sehr hoch ist, ist die Bandlückenverengung ebenfalls im analytischen Modell berücksichtigt. Für die numerischen Simulationen wurde das Gerätesimulationstool Atlas-3D verwendet. Das entwickelte temperaturabhängige Modell für JL-GAA MOSFET mit High-k-Dielektrikum stimmt weitgehend mit den Simulationsergebnissen überein. Das entwickelte Modell ist für die Geräteoptimierung sehr nützlich. Da sich die Geräteabmessungen in radialer Richtung verringern, wird eine Reduzierung der Oxiddicke notwendig und die Verwendung eines High-k-Stapels als Dielektrikum ist erforderlich.