Modeling of InAs/Si electron-hole bilayer tunnel field effect transistor

• Autorzy: Wiśniewski Piotr , Majkusiak Bogdan

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.02.30

Warianty tytułu

PL

Modelowanie polowego tranzystora tunelowego InAs/Si z biwarstwą elektronowo-dziurową

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work, we present the results of modeling of InAs/Si Electron-Hole Bilayer Tunnel Field Effect Transistor. For this purpose, we used a developed numerical device simulator based on a self-consistent solution of Poisson and Schrödinger equations. We present the analysis of the impact of the channel layer thickness on the current-voltage characteristics. We show that using heterostructure in the device channel can give additional freedom in constructing the EHB TFET.

PL

W niniejszej pracy przedstawiamy wyniki modelowania polowego tranzystora tunelowego Si/InAs z biwarstwą elektronowo-dziurową. W tym celu wykorzystaliśmy opracowany numeryczny symulator przyrządów bazujący na samouzgodnionym rozwiązaniu równań Poissona i Schrödingera. Prezentujemy analizę wpływu grubości kanału na charakterystyki prądowo-napięciowe. Pokazujemy, iż wykorzystanie heterostruktury w obszarze kanału przyrządu może dać dodatkową swobodę w konstruowaniu tranzystora tunelowego EHB TFET.

Słowa kluczowe

EN

numerical modelling; tunneling; TFET; semiconductor devices

PL

modelowanie numeryczne; tunelowanie; TFET; przyrządy półprzewodnikowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 2
• Strony: 133--135
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wiśniewski Piotr

• Warsaw University of Technology, Centre for Advanced Materials and Technologies CEZAMAT, Poleczki 19, 02-822 Warszawa
• Institute of High-Pressure Physics, Polish Academy of Sciences, Center for Terahertz Research and Applications (CENTERA)

• https://orcid.org/0000-0003-0280-3555

autor

Majkusiak Bogdan

• Institute of Microelectronics and Optoelectronics, Koszykowa 75, 00-662 Warszaw

• https://orcid.org/0000-0002-8831-800X

Bibliografia

• [1] Kim Y.-B., Challenges for nanoscale MOSFETs and emerging nanoelectronics, Trans. Electr. Electron. Mater., 11 (2010), no. 3, 93-105.
• [2] IonescuA.M.,RielH.,Tunnelfield-effecttransistorsasenergy- efficient electronic switches, Nature, 479 (201), no. 7373, 329- 337.
• [3] Avci U. E., Morris D. H., Young I. A., Tunnel field-effect transistors: Prospects and challenges, IEEE J. Electron Devices Soc., 3 (2015), no. 3, 88-95.
• [4] Kane E. O., Theory of tunneling, J. Appl. Phys., 32 (1961), no. 1, 83-91.
• [5] KaneE.O.,Zenertunnelinginsemiconductors,J.Phys.Chem. Solids, 12 (1960), no. 2, 181-188.
• [6] Cao W., Sarkar D., Khatami Y., Kang J., Banerjee K., Subthreshold-swing physics of tunnel field-effect transistors, AIP Adv., 4 (2015), no. 6, 067141.
• [7] Agarwal S., Yablonovitch E., Using dimensionality to achieve a sharp tunneling FET (TFET) turn-on, Proc. 69th Device Res. Conf., (2011), 199-200.
• [8] Lattanzio L., Dagtekin N., De Michielis L., Ionescu A. M., On the static and dynamic behavior of the germanium electron- hole bilayer tunnel FET, IEEE Trans. Electron Devices, 59 (2012), no. 11, 2932-2938.
• [9] Lattanzio L., De Michielis L., Ionescu A. M., The electron–hole bilayer tunnel FET, Solid-State Electron., 74 (2012), 85-90.
• [10] Alper C., Lattanzio L., De Michielis L., Palestri P., Selmi L., Ionescu A. M., Quantum mechanical study of the germanium electron–hole bilayer tunnel FET, IEEE Trans. Electron Devices, 60 (2013), no. 9, 2754-2760.
• [11] Wiśniewski P., Majkusiak B., Modeling the Current–Voltage Characteristics of Ge1−xSnx Electron–Hole Bilayer TFET With Various Compositions, in IEEE Transactions on Electron Devices, 67 (2020), no. 7, 2738-2744.
• [12] Sant S., Schenk A., Band-offset engineering for GeSn-SiGeSn hetero tunnel FETs and the role of strain, IEEE J. Electron Devices Soc., 3 (2015), no. 3, 164-175.
• [13] Bigelow J. M., Leburton J. P., Self-consistent modeling of resonant interband tunneling in bipolar tunneling field-effect transistors, IEEE Trans. Electron Devices, 41 (1994), no. 2, 125-131.
• [14] Esseni D., Pala M., Palestri P., Alper C., Rollo T., A review of selected topics in physics based modeling for tunnel field-effect transistors, Semiconductor Science and Technology, 32 (2017), no. 8, 083005.
• [15] Wiśniewski P., Majkusiak B., Theoretical Study of Current- Voltage Characteristics of the Electron-Hole Bilayer Tunnel Field Effect Transistors of Different Channel Semiconductors, Acta Phys. Pol. A, in press.
• [16] Carrillo-Nuñez H., Luisier M., Schenk A., Analysis of InAs-Si heterojunction nanowire tunnel FETs: Extreme confinement vs. bulk, Solid-State Electronics, 113 (2015), 61-67.