Characterization and Optimization of Si0.75Ge0.25-FinFETs Based on Operating Temperature and Gate Length

Abstract

Це дослідження зосереджено на впливі температури на чутливість МОН-транзисторів та FinFETпристроїв з використанням гетероструктури Si0.75Ge0.25 шляхом аналізу вольт-амперних (ВА) характеристик за різних теплових умов. Метою є дослідження зв'язку мод у МОН-транзисторах шляхом аналізу продуктивності FinFET-транзисторів за різних теплових умов та довжин затворів (Lg = 10, 20 та 30 нанометрів). Результати показали, що FinFET-транзистори досягають найвищої теплової чутливості, коли найбільша зміна струму (ΔI) відбувається в діапазоні напруги від 0 до 1 вольта (VDD), що відображає високу ефективність реагування на теплові зміни. Також було виявлено, що зменшення довжини каналу призводить до значного збільшення теплової чутливості, особливо в діапазоні довжин від 10 до 20 нанометрів. Оптимальна довжина каналу була визначена на рівні 10 нанометрів для досягнення чудових теплових характеристик, що служить орієнтиром для проектування FinFET-транзисторів, які потребують високої теплової ефективності та стабільності в різних застосуваннях. Дослідження включало широкий діапазон температур, що забезпечило глибше розуміння конструкції.

This study focuses on the effect of temperature on the sensitivity of Metal-Oxide Semiconductor (MOS) transistors and FinFET devices using a Si0.75Ge0.25 heterostructure, through the analysis of current-voltage (I-V) characteristics under different thermal conditions. To investigate the mode coupling within MOS transistors by analyzing the performance of FinFET transistors under a range of different thermal conditions and gate lengths (Lg  10, 20, and 30 nanometers). The results showed that FinFET transistors achieve the highest thermal sensitivity when the largest change in current (ΔI) occurs within the voltage range of 0 to 1 volt (VDD), reflecting high efficiency in responding to thermal changes. It was also found that reducing the channel length leads to a significant increase in thermal sensitivity, especially in the length range of 10 to 20 nanometers. The optimal channel length was determined to be 10 nanometers to achieve superior thermal performance, serving as a benchmark for designing FinFET transistors that require high thermal efficiency and stability across various applications. The study included a wide range of temperatures, providing an enhanced understanding of the design.