دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

“M.Sc.” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – الکترونیک

عنوان:

تأثیر توزیع ناخالصی های بستر بر عملکرد تزانزیستور MOSFET با آلایش هاله گون در سورس و درین

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

با تغییر مقیاس ترانزیستورها برای بهبود عملکرد و کاهش هزینه ساخت، آتار کانال کوتاه مانند پیچش ولتاژ آستانه و اثر DIBL که قبلا در ترا نزیستورهای کانال طویل به چشم نمی آمدند ایجاد می شوند که موجب اختلال در عملکرد ترانزیستورها می شوند. یکی از روشها برای از بین بردن آثار کانال کوتاه ایجاد آلایش هاله کون و تغییر ناخالصی بستر می باشد. ترانزیستوری با طول کانال موثر 90 نانومتر شبیه سازی شده و منحنی های Id-Vd و Id-Vg را رسم کرده و با ایجاد آلایش هاله گون و تغییر ناخالصی بستر اثر کانال کوتاه را بهبود می دهیم.

دراین گزارش، در فصل اول به بررسی آثار کانال کوتاه در ترانزیستورهای تغییر مقیاس یافته و بررسی آلایش بستر می پردازیم. در فصل دوم مهندسی کانال را که شامل ایجاد آلایش SSR و همچنین ایجاد آلایش هاله گون می باشد، برای کاهش اثرات کانال کوتاه مورد بررسی قرار می دهیم. در فصل سوم تاثیر ایجاد آلایش هاله گون تحت انرژی و زوایای مختلف رابر حاملهای داغ بررسی می کنیم. در این فصل نشان میدهیم که ایجاد آلایش هاله گون با زاویه ای بزرگتر یا انرژی بیشتر باعث بهبود پیچش ولتاژ آستانه میشود ولی در عین حال این آلایش باعث ایجاد میدان الکتریکی بزرگتری در نواحی امتداد یافته سورس و درین میشود. بنابراین اثر حاملهای داغ در این نواحی بیشتر میشود و نشان میدهیم که ترانزیستورهای دارای آلایش هاله گون ایجاد شده با انرژی پایین تر و زاویه بزرگتر نسبت به ترانزیستورهای دارای آلایش هاله گون ایجاد شده با انرژی بالاتر و زاویه کوچکتر دارای اثر حاملهای داغ کمتری خواهند بود . در این فصل نشان می دهیم که Ib به تنهایی معیار مناسبی برای نشان دادن اثر حاملهای داغ در فناوری MOS نیست. همچنین تاثیر تغییر در میزان کاشت ناخالصی در آلایش هاله گون و LDD را بر حاملهای داغ بررسی میکنیم.

در فصل چهارم به شبیه سازی ترانزیستور با آلایش هاله گون توسط نرم افزار GENESISe می پردازیم. در این شبیه سازی ترانزیستور را از تلفیق دو نرم افزار dessis و dios که جز ئی از نرم افزار GENESISe هستند ایجاد می کنیم. و نتایج شبیه سازی را در ترانزیستورهای تغییر مقیاس یافته با آلایش هاله گون و بدون آلایش هاله گون مقایسه میکنیم . می بینیم که با ایجاد آلایش هاله گون اثر DIBL و پیچش ولتاژ آستانه و همچنین IOFF بهبود می یابد. در فصل پنجم به نتیجه گیری و پیشنهاد برای ادامه پروژه می پردازیم.

مقدمه

صنعت ساخت قطعات الکترونیک پیشرفتهای قابل توجهی از نظر سرعت و قابلیت عملکرد و هزینه داشته است این نتایج ناشی از کوچک نمودن ابعاد ترانزیستور بوده است. ولی در عین حال مشکلات زیادی در کاهش مستمر ابعاد ترانزیستور بوجود می آید. برخی از این آثار عبارتند از اثرات کانال کوتاه DIBL، پیچش ولتاژ آستانه. این آثار موجب اختلال در عملکرد ترانزیستور می شوند. بنابراین فهم محدودیتهای تغییر مقیاس و راههای کاهش اثرات کانال کوتاه برای ما اهمیت دارد.

فصل اول

بررسی تاثیر تغییر مقیاس بر عملکرد ترانزیستور و نحوه آلایش در بخش های مختلف ترانزیستورهای تغییر مقیاس یافته

1-1- تغییر مقیاس ترانزیستور و قانون مور

طی سه دهه گذشته، صنعت الکترونیک پیشرفتهای جالب توجهی داشته است. حداکثر سرعت پالس ساعت پردازش مرکزی (cpu) از 100 کیلوهرتز در سال 1971 به بیش از 1/4 گیگاهرتز در سال 2000 افزایش یافته است. یعنی مقدار آن 10 برابر شده است. طی همین مدت، هزینه کامپیوترها با افزایش تعداد کامپیوترهای شخصی کاهش یافته است. بهبودهای قابل ملاحظه ای در نسبت قیمت/ عملکرد داشته ایم که در تاریخ تولید بشر بی سابقه بوده است. این نتایج ناشی از موفقیت در صنعت نیمه هادیها در کوچک کردن ابعاد ترانزیستور بوده است.

طول گیت ترانزیستور از 10 میکرومتر در سال 1971 به 0/8 میکرومتر در سال 2000 کاهش یافته است. این امر موجب افزایش سرعت پالس ساعت (با کاهش مسیر سیگنال) و همخوانی با قانون مور (که میگوید تعداد ترانزیستورها در یک مدار یکپارچه هر 18 ماه دوبرابر میشود) شده است. این امر نه تنها موجب بهبود عملکرد تراشه میشود بلکه موجب کاهش میزان ساخت سیلیکون مصرفی و کاهش هزینه تولید میگردد که آنهم به نوبه خود از تغییر مقیاس MOS ناشی می شود.

در عین حال، چالش های زیادی برای کاهش مستمر ابعاد ترانزیستور وجود دارد. مثلا افزایش میدان الکتریکی و شکست سوراخی و اثر DIBL و غیره از جمله مشکلاتی است که با تغییر مقیاس ایجاد میشود. این بدان معنا است که فقط تغییر مقیاس ترانزیستور برای بهبود عملکرد ترانزیستور کافی نیست. فهم محدودیت های تغییر مقیاس و نحوه ارتباط آنها به پارامترهای مختلف ترانزیستور در طراحی ترانزیستورهای نسلهای بعدی اهمیت دارد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 518