جریان درین القا شده از گیت ((GIDL)) در ترانزیستور اثر میدانی سیلیکان بر روی عایق (SOI MOSFET) یکی از مولفه های اصلی جریان نشتی محسوب می شود. جریان (GIDL) نقش مهمی را در زمان نگهداری اطلاعات در سلول های DRAM و توان مصرفی در سوئیچ های ترانزیستوری ایفا می کند و به عنوان یکی از عوامل محدود کننده مقیاس پذیری افزاره های SOI MOSFET مطرح می شود. در این مقاله تکنیک جدیدی را برای کاهش جریان (GIDL) و به دنبال آن جریان حالت خاموش در افزاره SOI MOSFET در ابعاد نانو پیشنهاد می کنیم. با بکارگیری اکسید گیت با ضخامت نامتقارن می توان جریان (GIDL) را بدون از دست دادن جریان حالت روشن و کنترل گیت بر کانال کاهش داد. کاهش جریان نشتی موجب کاهش توان مصرفی در سوئیچ های ترانزیستوری می گردد. به علاوه نشان داده ایم که طول بهینه ای از کانال وجود دارد که به ازای آن جریان حالت خاموش کمینه می شود بدون آنکه جریان حالت روشن از دست برود.

در این پژوهش، کاهش جریان دوقطبی در ترانزیستور تونلی نانونوار ژرمانن برپایه نظریه تابعی چگالی و روش تابع گرین غیرتعادلی مورد بررسی قرار می گیرد. در این راستا با استفاده از دو روش پیشنهادی یعنی استفاده از همپوشانی گیت برروی درین و همچنین کاهش میزان دوپینگ سمت درین نسبت به سورس، میزان کاهش جریان تونلی ناشی از حفره ها مورد شبیه سازی و مطالعه قرار می گیرد. نتایج به دست آمده با استفاده از نرم افزارهای کوانتوم اسپرسو و نانوتیکدویدز نشان دهنده این هستند که با امتداد طول گیت بر روی قسمتی از ناحیه درین، جریان دوقطبی کاهش می یابد که این کاهش جریان با افزایش طول همپوشانی بیشتر می شود. از طرفی با کاهش میزان دوپینگ سمت درین نسبت به سورس مجددا کاهش جریان دوقطبی اتفاق می افتد. در ادامه با تلفیق هردو روش پیشنهادی مشاهده می شود که می توان به خوبی جریان دوقطبی را در این افزاره کاهش داد که این موضوع یک امر مهم در طراحی مدارات دیجیتال به حساب می آید.

در ترانزیستورهای اثر میدان بدون پیوند سیلیکون بر روی عایق (SOI-JLFET)، آلایش سورس-کانال-درین از یک سطح و یک نوع است. بنابراین فرایند ساخت آنها نسبت به ترانزیستورهای اثر میدان مد وارونگی سیلیکون بر روی عایق آسان تر است. با این حال، شیب زیرآستانه (SS) زیاد و جریان نشتی بالا در SOI-JLFET، عملکرد آن را برای کاربردهای سرعت بالا و توان پایین با مشکل مواجه کرده است. در این مقاله برای اولین بار استفاده از گیت کمکی در ناحیه درین SOI-JLFET برای بهبود SS و کاهش جریان نشتی پیشنهاد شده است. ساختار پیشنهادشده "SOI-JLFET Aug" نامیده می شود. انتخاب بهینه برای تابع کار گیت کمکی و طول آن، سبب بهبود هر دو پارامتر شیب زیرآستانه و نسبت جریان روشنی به جریان خاموشی نسبت به ساختار اصلی، Regular SOI-JLFET شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد ساختار SOI-JLFET Aug با طول کانال nm 20، mV/dec 71 ~ SS و نسبت 1013 ~ ION/IOFF دارد. SS و نسبت ION/IOFF ساختار SOI-JLFET Aug نسبت به ساختار Regular SOI-JLFET با ابعاد مشابه، به ترتیب 14% و سه دهه بزرگی بهبود یافته اند. افزاره SOI-JLFET Aug می تواند کاندید مناسبی برای کاربردهای دیجیتال باشد.

مقیاس بندی طول کانال، جریان نشتی افزاره بدون پیوند دوگیتی (DGJL-FET) را افزایش می دهد و در نتیجه توان مصرفی افزاره در حالت خاموش افزایش می یابد. در این مقاله، ساختار نوینی برای کاهش جریان نشتی افزاره DGJL-FET پیشنهاد شده که Modified DGJL-FET نامیده می شود. در ساختار Modified DGJL-FET آلایش کانال در زیر گیت با آلایش سورس و درین یکسان، اما بیشتر از میانه کانال است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد با کاهش ضخامت لایه آلاییده زیر گیت، D، جریان نشتی کاهش می یابد. برای افزاره پیشنهادشده با طول کانال  10nmجریان خاموشی دو دهه بزرگی کمتر از افزاره Regular DGJL-FET است. عملکرد افزاره Regular DGJL-FET و Modified DGJL-FET برای طول کانال های مختلف بر حسب نسبت جریان حالت روشنی به جریان حالت خاموشی (ION/IOFF)، شیب زیر آستانه (SS) و تاخیر ذاتی گیت مقایسه شده است. برای افزاره Modified DGJL-FET، D و آلایش میانه کانال به عنوان پارامترهای اضافی برای بهبود عملکرد افزاره در رژیم نانومتر در نظر گرفته شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد در افزاره پیشنهادشده با طول کانال 15nm، SS و ION/IOFF نسبت به افزاره Regular DGJL-FET به ترتیب 14% و 106 دهه بزرگی بهبود یافته است.

در این مقاله، ابتدا به بررسی تاثیر آرایشهای مختلف گیت بر اثرات کانال کوچک ترانزیستور اثرمیدانی نانوتیوب کربن با سورس ودرین آلاییده، با حل خودسازگار معادله سه بعدی پواسون و معادله شرودینگر با شرایط مرزی باز در چارچوب تابع گرین ناترازمند، پرداخته شده است. نتایج نشان می دهند که ساختار دوگیتی دارای نوسانات زیرآستانه شبه ایدئال و کاهش سد القایی درین قابل قبولی، حتی برای اکسید گیت نسبتا ضخیم (5 نانومتر) است. سپس مشخصات الکتریکی ترانزیستور اثر میدانی نانوتیوب کربن دوگیتی (DG-CNTFET) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که افزایش قطر نانوتیوب و چگالی نانوتیوبها در DG-CNTFET جریان حالت روشن را افزایش می دهد. همچنین جریان حالت خاموش DG-CNTFET با افزایش ولتاژ درین افزایش می یابد. به علاوه در مورد ولتاژهای گیت منفی، در ولتاژ درین زیاد نیاز به ولتاژ گیت منفی بزرگتری داریم تا افزایش جریان درین ناشی از تونل زنی باند به باند، مشهود باشد و در ولتاژ درین کم حالتهای تشدیدی ظاهر خواهد شد.

در این مقاله، یک ترانزیستور MESFET با گیت تورفته در دو سمت سورس و درین و لایه مدفون نوع N در کانال (SDS-DRG) ارائه می گردد. مهم ترین پارامترهای الکتریکی ساختار پیشنهادی همچون اثر کانال کوتاه، هدایت انتقالی، جریان درین و ولتاژ شکست شبیه سازی شده و با همین مقادیر در ترانزیستورهای MESFET با گیت تورفته در سمت سورس (SS-DRG) و گیت تورفته در سمت درین (DS-DRG) مقایسه می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کاهش ضخامت کانال زیرگیت در ساختارSDS-DRG ، باعث بهبود ماکسیمم هدایت انتقالی و کاهش اثر کانال کوتاه در مقایسه با ساختارهای SS-DRG و DS-DRG می گردد. کاهش ضخامت کانال زیرگیت در سمت درین در ساختار SDS-DRG، جهت افزایش ولتاژ شکست نسبت به ساختار SS-DRG استفاده می شود. همچنین لایه مدفون N با چگالی ناخالصی بالا درSDS-DRG ، منجر به افزایش جریان درین اشباع در مقایسه با SS-DRG و DS-DRG می شود.

در این مقاله، تاثیر پارامترهای ساخت، بویژه ضخامت بدنه، طول سورس/درین و ضخامت اکسید گیت، بر روی مشخصه های الکتریکی افزاره نانومتری ماسفت دو گیتی سیلیکان بر روی عایق(DG - SOI MOSFET) ، در ناحیه زیر آستانه بررسی شده است. تحلیل های عددی نشان می دهند، اگر چه با کاهش طول سورس و درین، تغییر چندانی در میزان جریان حالت روشن و نیز اثر کاهش ارتفاع سد پتانسیل توسط درین (DIBL) مشاهده نمی شود، اما خازن موثر گیت بطور چشمگیری کاهش می یابد. کاهش ضخامت بدنه منجر به کاهش سد پتانسیل و افزایش خازن موثر گیت می شود، در حالیکه جریان حالت روشن افزاره کاهش می یابد. بررسی های انجام شده بر روی ضخامت اکسید گیت (Tox) حاکی از آن است که افزایش Tox باعث کمتر شدن خازن موثر گیت می شود. از طرفی با کاهشTox ، جریان افزاره کاهش می یابد، لیکن نسبت ION/IOFF افزایش می یابد.