Đặc trưng I-V máng 3D được trình bày trong hình 5.7. Các thơng số được sử dụng trong mơ phỏng 3D này là đặc trưng dịng thế máng và nhiệt
độ T. Đặc trưng dịng thế máng biểu thị sự phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi CNTFET mát đi (nhiệt độ giảm) dịng máng bão hịa giảm nhẹ.
Hình 5.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên đặc trưng dịng thế máng của CNTFET phẳng trong kiểu 3D.
Đặc trưng dịng thế máng trong kiểu 3D biểu thị sự phụ thuộc của dịng bão hịa vào độ dài của CNTFET phẳng trong chuyển động đạn đạo
được trình bày trên hình 5.8. Với CNTFET phẳng trong chuyển động đạn
đạo, dịng bão hịa cĩ xu hướng giảm khi độ dài của CNTFET tăng (độ
dẫn của CNTFET phẳng giảm hay trở của CNTFET tăng tỷ lệ thuận với
Theo các kết quả báo cáo, kênh dẫn và cực cổng, cực nguồn, cực máng được mơ hình hĩa giống như dạng tụ lượng tử [7].
OX g
t Lr C = 2πεε0
¾ L: độ dài của ống CNT, tương đương với độ dài cổng Oxit
¾ ε =8.854.10-12 ( hằng sốđiện mơi trong chân khơng)
¾ ε0: hằng sốđiện mơi của vật liệu cách điện
¾ tOX: Độ dày cổng Oxit
¾ r : bán kính của ống CNT.
Khi điện dung tụ Cg tăng thì thế U tác động sẽ giảm. Do đĩ, dự đốn dịng Ids khi mơ phỏng sẽ giảm đi khi chiều tăng và ngược lại.
Hình 5.8 Đặc trưng dịng thế máng kiểu 3D biểu thị sự phụ thuộc của dịng máng bão hịa vào độ dài xét với loại CNTFET zigzag (22,0) trong giới hạn đạn đạo.
Sự phụ thuộc của dịng máng bão hịa vào độ dày cổng của CNTFET phẳng toxđược trình bày trong hình 5.9. Ta nhận thấy rằng ảnh hưởng của độ
dày cổng của CNTFET ballistic lên đặc trưng dịng thế là tương đối mạnh.
Độ dày cổng oxit ảnh hưởng đến điện dung của tụ. Độ dày càng lớn thì điện dung càng nhỏ. Dịng máng bão hịa của CNTFET phẳng giảm mạnh khi tăng
độ dày lớp oxit cổng. Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang nỗ lực giảm thêm
độ dày cổng oxit nhưng vấn đề về dịng đánh thủng qua tụ và dịng rỉ vẫn cịn là thách thức lớn. Trong thực tế độ dày lớp oxit cổng càng mỏng càng tốt (hiện tại cơng nghệ chế tạo cĩ thểđạt tới 1 nm).
Hình 5.9 Đặc trưng dịng thế máng kiểu 3D biểu thị sự phụ thuộc của dịng máng bão hịa vào độ dày lớp oxit cổng của CNTFET phẳng ballistic.
Hình 5.10 Sơđồ CNTFET cổng đỉnh phẳng với chất điện mơi cổng là Si3N4 (Silicon Nitride) [5].
Trong chương trình mơ phỏng, tác giả khảo sát thêm loại chất điện mơi cổng mới là Si3N4. Sở dĩ nĩ được chọn vì hằng số điện mơi của Si3N4
tương đối cao (κ = 7.8), trở kháng cáo đối với nhiễu tạp nên hiện vẫn đang
được nghiên cứu tại các phịng thí nghiệm. Thách thức đặt ra là: các tính chất bề mặt tiếp xúc N/Si kém và mật độ tạp cao trong Si3N4. Nhược điểm đầu tiên khơng ảnh hưởng tới CNTFET phẳng do CNT thường được đặt hoặc trên oxit Silic nhiệt hoặc thạch anh và Si3N4 gắn trực tiếp với oxit Silic chứ
khơng phải là phần thân Silic. Vì vậy, chất điện mơi này cho những kết quả đầy hứa hẹn để tiếp tục giảm kích thước của linh kiện CMOS. Ưu điểm quan trọng nhất của Si3N4 khi sử dụng làm chất điện mơi cổng chính là nĩ dung hịa được với các CNT. Lá mỏng Si3N4 thường được tạo từ phản ứng trộn SiH4 với N2 hay NH3. Sựđịnh hình thành lá mỏng là kết quả của nhiều phản
ứng giữa phân tử bị kích thích của NH3 (N2) và SiH4, NH, các gốc NH2. SiH4 + NH3 (N2) → Si3N4
Oxy khơng cĩ trong quá trình tạo Si3N4 và amoniac. Chất dẫn xuất của nĩ cũng dung hịa được với ống nanơ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});