A New GAA FinFET without n-well or p-well

Abstract

Зменшення розміру метал-окисел-напівпровідник (МОН) пристроїв призводить до збільшення витоку струму через квантові ефекти. Різні технології, запропоновані для подолання цієї проблеми. Варіант структур MOSFET, таких як Tri Gate FinFET або Pi gate і Omega gate для посилення струмового приводу та контролю над ефектами короткого каналу (SCE). У передових технологічних вузлах продуктивність схем CMOS погіршується. У технологіях вузлів нижче 10 нм польові транзистори мають хороший контроль каналу з високим струмом ввімкнення. Зараз розсіювання потужності та струм витоку є однією з двох ключових проблем, з якими стикається сучасна електронна промисловість у технології вузлів 3 нм. Інші альтернативні пристрої, такі як новий польовий транзистор GAA (Gate All Around), були запропоновані для вирішення цих проблем. Структура привернула увагу через можливий процес їх виготовлення. У цій статті вперше досліджено та змоделювано різні електричні характеристики польового транзистора з n-каналом HfO2 для покращення підпорогового значення. характеристики. Запропонована нова поправка для рівнянь, що використовуються в цій технології, оскільки більше не потрібний шар з n-лунками, оскільки канал пристрою повністю оточений затвором, що дозволяє розміщувати n- та p-пристрої в CMOS набагато ближче один до одного, ніж в попередніх технологіях.

The reduction in size of metal oxide semiconductor (MOS) devices results in the increase of leakage current due to Quantum effects. The different technologies proposed to overcome this problem. Variant structures of MOSFET such as Tri Gate FinFET or Pi gate and Omega gate to enhance current drive and control over the Short Channel Effects (SCE). In advanced technology node, the performance of CMOS circuits degrades. In sub 10 nm nodes technologies, FinFETs have a good channel control with high ON current (ION).Nowadays, power dissipation and leakage current are one the two crucial issues that the modern electronic industry is facing in 3 nm node technology. The other alternative devices such as novel GAA (Gate All Around) FinFET have been proposed to address these problems. This structure gained huge attention because of their possible fabrication process.In this paper, for the first time, we have investigated and simulated the different electrical characteristics of GAA FinFET 3 nm with N channel using HfO2 (high k material oxide) to improve the subthreshold characteristics. In the second part of this paper, we present a novel correction for the equations used in this technology because no n-well layer is required anymore as the device channel is totally surrounded by the gate which enables the placement of n and p devices in a CMOS gate much closer to each other than previous technologies.