Фундаментальні обмеження для довжини каналу провідності MOSFET з урахуванням реального вигляду бар’єрного потенціалу
The minimal length of the channel in the MOSFET, which is the principal device of modern electronics, has been estimated. The account of the real potential behavior in the channel demonstrates that, when some voltage is applied to the drain, electrons tunnel through a region that is essentially shor...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська Українська |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020329 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| _version_ | 1863131383599202304 |
|---|---|
| author | Strikha, M.V. Kurchak, A.I. |
| author_facet | Strikha, M.V. Kurchak, A.I. |
| author_sort | Strikha, M.V. |
| baseUrl_str | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2021-08-04T13:22:35Z |
| description | The minimal length of the channel in the MOSFET, which is the principal device of modern electronics, has been estimated. The account of the real potential behavior in the channel demonstrates that, when some voltage is applied to the drain, electrons tunnel through a region that is essentially shorter than the physical channel length L. Therefore, the estimation of the minimal channel length in the Si-based MOSFET, which is available in the literature (Lmin ≈ 1.2 nm), turns out substantially lowered. This discrepancy explains why, after having reached a working channel length of 5 nm, the value of 3 nm, which had been announced long ago, had not been achieved yet providing a proper level of the transistor functionality. The estimations made in this work confirm that the fundamental limits on the Si-based MOSFET scaling are currently almost reached. |
| doi_str_mv | 10.15407/ujpe66.7.625 |
| first_indexed | 2025-10-02T01:17:25Z |
| format | Article |
| id | ujp2-article-2020329 |
| institution | Ukrainian Journal of Physics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English Ukrainian |
| last_indexed | 2025-10-02T01:17:25Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | Publishing house "Academperiodika" |
| record_format | ojs |
| spelling | ujp2-article-20203292021-08-04T13:22:35Z Fundamental Limits for the MOSFET Conduction Channel Length Taking the Real Profile of the Barrier Potential into Account Фундаментальні обмеження для довжини каналу провідності MOSFET з урахуванням реального вигляду бар’єрного потенціалу Strikha, M.V. Kurchak, A.I. транзистор метал–дiелектрик–напiвпровiдник мiнiмальна довжина каналу тунелювання крiзь бар’єр metal-oxide-semiconductor field-effect transistor minimum channel length barrier tunneling The minimal length of the channel in the MOSFET, which is the principal device of modern electronics, has been estimated. The account of the real potential behavior in the channel demonstrates that, when some voltage is applied to the drain, electrons tunnel through a region that is essentially shorter than the physical channel length L. Therefore, the estimation of the minimal channel length in the Si-based MOSFET, which is available in the literature (Lmin ≈ 1.2 nm), turns out substantially lowered. This discrepancy explains why, after having reached a working channel length of 5 nm, the value of 3 nm, which had been announced long ago, had not been achieved yet providing a proper level of the transistor functionality. The estimations made in this work confirm that the fundamental limits on the Si-based MOSFET scaling are currently almost reached. В статтi оцiнено мiнiмальну довжину каналу транзистора MOSFET, який є основним пристроєм сучасної електронiки. Врахування реального вигляду потенцiалу в каналi показує, що за наявностi напруги на стоку електрон тунелює крiзь область, суттєво коротшу вiд фiзичної довжини каналу L, i тому наявна в лiтературi оцiнка мiнiмальної зумовленої квантовими обмеженнями довжини каналу в кремнiєвому MOSFET Lmin ≈ 1,2 нм є суттєво заниженою. Звiдси зрозумiло, чому пiсля досягнення робочих довжин каналу в 5 нм так i не вдалося вийти на вже давно декларованi значення в 3 нм при збереженнi належного рiвня функцiональностi роботи транзистора. Зробленi в нашiй роботi оцiнки пiдтверджують: фундаментальних меж масштабування кремнiєвих MOSFET вже майже досягнуто. Publishing house "Academperiodika" 2021-08-04 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020329 10.15407/ujpe66.7.625 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 66 No. 7 (2021); 625 Український фізичний журнал; Том 66 № 7 (2021); 625 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe66.7 en uk https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020329/1863 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020329/1864 Copyright (c) 2021 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| spellingShingle | транзистор метал–дiелектрик–напiвпровiдник мiнiмальна довжина каналу тунелювання крiзь бар’єр Strikha, M.V. Kurchak, A.I. Фундаментальні обмеження для довжини каналу провідності MOSFET з урахуванням реального вигляду бар’єрного потенціалу |
| title | Фундаментальні обмеження для довжини каналу провідності MOSFET з урахуванням реального вигляду бар’єрного потенціалу |
| title_alt | Fundamental Limits for the MOSFET Conduction Channel Length Taking the Real Profile of the Barrier Potential into Account |
| title_full | Фундаментальні обмеження для довжини каналу провідності MOSFET з урахуванням реального вигляду бар’єрного потенціалу |
| title_fullStr | Фундаментальні обмеження для довжини каналу провідності MOSFET з урахуванням реального вигляду бар’єрного потенціалу |
| title_full_unstemmed | Фундаментальні обмеження для довжини каналу провідності MOSFET з урахуванням реального вигляду бар’єрного потенціалу |
| title_short | Фундаментальні обмеження для довжини каналу провідності MOSFET з урахуванням реального вигляду бар’єрного потенціалу |
| title_sort | фундаментальні обмеження для довжини каналу провідності mosfet з урахуванням реального вигляду бар’єрного потенціалу |
| topic | транзистор метал–дiелектрик–напiвпровiдник мiнiмальна довжина каналу тунелювання крiзь бар’єр |
| topic_facet | транзистор метал–дiелектрик–напiвпровiдник мiнiмальна довжина каналу тунелювання крiзь бар’єр metal-oxide-semiconductor field-effect transistor minimum channel length barrier tunneling |
| url | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020329 |
| work_keys_str_mv | AT strikhamv fundamentallimitsforthemosfetconductionchannellengthtakingtherealprofileofthebarrierpotentialintoaccount AT kurchakai fundamentallimitsforthemosfetconductionchannellengthtakingtherealprofileofthebarrierpotentialintoaccount AT strikhamv fundamentalʹníobmežennâdlâdovžinikanaluprovídnostímosfetzurahuvannâmrealʹnogoviglâdubarêrnogopotencíalu AT kurchakai fundamentalʹníobmežennâdlâdovžinikanaluprovídnostímosfetzurahuvannâmrealʹnogoviglâdubarêrnogopotencíalu |