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Design and optimization analysis of dual material gate on DG-IMOS

Journal of Semiconductors 2017年第12期38卷 48-55页

作者： sarabdeep singh Ashish Ramant Naveen Kumar Department of Electronics and Communication Engineering Dr.B.R.Ambedkar National Institute of TechnologyJalandhar 144011India

An impact ionization MOSFET （IMOS） is evolved for overcoming the constraint of less than 60 mV/decade sub-threshold slope （SS） of conventional MOSFET at room temperature. In this work, first, the device performance of the p-type double gate impact ionization MOSFET （DG-IMOS） is optimized by adjusting the device design parameters. The adjusted parameters are ratio of gate and intrinsic length, gate dielectric thickness and gate work function. Secondly, the DMG （dual material gate） DG-IMOS is proposed and investigated. This DMG DG-IMOS is further optimized to obtain the best possible performance parameters. Simulation results reveal that DMG DG-IMOS when compared to DG-IMOS, shows better IoN, ION/IoFF ratio, and RF parameters. Results show that by properly tuning the lengths of two materials at a ratio of 1.5 in DMG DG-IMOS, optimized perform- ance is achieved including ION/IoFF ratio of 2.87 × 10^9 A/μm with/ON as 11.87 × 10^-4 A/μm and transconductance of 1.06× 10^-3 S/μm. It is analyzed that length of drain side material should be greater than the length of source side material to attain the higher transconductance in DMG DG-IMOS.

关键词： impact ionization MOSFET (IMOS) avalanche breakdown sub-threshold slope dual material gate (DMG) biosensor

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