Performance optimization of high-K pocket hetero-dielectric TFET using improved geometry design

电介质 几何学 材料科学 光电子学 数学
作者
Abdelrahman Elshamy,Ahmed Shaker,Yasmine Elogail,Marwa S. Salem,Mona El Sabbagh
出处
期刊:alexandria engineering journal [Elsevier BV]
卷期号:91: 30-38 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.aej.2024.01.072
摘要

This study explores the optimization of a hetero-dielectric tunnel field-effect transistor (HDTFET) structure to improve device performance. By incorporating a high-k oxide pocket in a portion of the source-side gate insulator, a local minimum in the conduction band edge is induced at the source-channel interface. This technique leads to improved tunneling rates and increased current handling capability. The simulation analysis focuses on optimizing the position and dimension of the high-k dielectric pocket to enhance key device characterization metrics such as ON-state current (ION), ON-to-OFF-state current ratio (ION/IOFF), subthreshold swing (SS), and cutoff frequency (fT). The resulting optimized design for a 30 nm-channel length involves a pocket shift of 1 nm and a pocket length of 12 nm. This configuration achieves a remarkable ON current of 55 µA/µm, which is 30 times higher than that of a conventional TFET. Importantly, other analog performance parameters remain unaffected, with fT surpassing 175 GHz for the 30 nm-channel. Additionally, transient analysis is conducted by applying a resistive load inverter circuit to a pulse input. The fall propagation delay (tphl) exhibits a greater than two orders of magnitude enhancement, along with improved overshoot voltage (VP) compared to a TFET without a pocket. The study further explores the impact of supply scaling on transient parameters. Optimal pocket scalability concerning channel length is found to be 40% for pocket length and approximately 2.5% for pocket shift relative to the source-channel interface. The proposed design significantly enhances DC and analog as well as circuit-level metrics compared to the traditional uniform gate oxide TFET.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zl50268发布了新的文献求助10
1秒前
小夏完成签到,获得积分10
2秒前
小易发布了新的文献求助10
2秒前
孤独水桃发布了新的文献求助40
2秒前
高高完成签到,获得积分10
3秒前
顽石发布了新的文献求助10
4秒前
合适的语雪完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
tuanzi完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
科研之家完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
XYZONE完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
yyyyy完成签到,获得积分10
9秒前
yangjinru完成签到 ,获得积分10
9秒前
jj发布了新的文献求助10
9秒前
hahajiang完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI2S应助陈赞采纳,获得10
11秒前
义气飞机发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
Azhar发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
psycho完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
123应助z7采纳,获得10
15秒前
顺利的绿柏完成签到,获得积分10
15秒前
马宝宝发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
wjw完成签到,获得积分10
17秒前
久芭完成签到 ,获得积分10
17秒前
zmj驳回了烟花应助
18秒前
18秒前
larsy发布了新的文献求助10
19秒前
Kristine完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
ZZZ发布了新的文献求助10
20秒前
huang发布了新的文献求助30
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6512870
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8306374
关于积分的说明 17746103
捐赠科研通 5615064
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923932
邀请新用户注册赠送积分活动 1901131
关于科研通互助平台的介绍 1762844