Исследование эффекта самонагревания для FinFet транзисторов
Авторы: Петросян Петрос Сасуникович, Авагян Нарек Аветович, Абгарян Гор Аршавирович
Рубрика: 7. Технические науки
Опубликовано в
XIX международная научная конференция «Исследования молодых ученых» (Казань, апрель 2021)
Дата публикации: 02.04.2021
Статья просмотрена: 44 раза
Библиографическое описание:
Петросян, П. С. Исследование эффекта самонагревания для FinFet транзисторов / П. С. Петросян, Н. А. Авагян, Г. А. Абгарян. — Текст : непосредственный // Исследования молодых ученых : материалы XIX Междунар. науч. конф. (г. Казань, апрель 2021 г.). — Казань : Молодой ученый, 2021. — С. 14-17. — URL: https://moluch.ru/conf/stud/archive/392/16467/ (дата обращения: 17.08.2024).
В статье описывается исследование эффекта самонагревание для FinFet транзисторов и зависимость самонагревания от размеров транзистора.
Ключевые слова: транзистор, МОП, FinFet, температура, нагрев, самонагревание.
Введение
Одним из наиболее актуальных вопросов в современных технологических процессах является техническое перевооружение — скорейшее создание нового радиоэлектронного оборудования — полное внедрение. Встроенные микросхемы в настоящее время являются одним из самых популярных продуктов в современной микроэлектронике. Использование микросхем упрощает расчет конструкции функциональных узлов и блоков электронной аппаратуры, ускоряет процесс создания принципиально новых устройств, внедрение их серийного производства. Широкое распространение микросхем улучшает технические характеристики оборудования надежность.
Начиная с 22 нм технологического процесса в микросхемах стали использовать вместо раньше используемых MOSFET транзисторов новые FinFet транзисторы.
FinFet транзистор
FinFet — это тип полевого МОП-транзистора, канал которого приподнят, чтобы клапан мог заблокировать его с трех сторон.
Рис. 1. MOSFET и FinFet транзисторы
Он предлагает ряд преимуществ по сравнению с плоскими полевыми МОП-транзисторами.
Преимущества с точки зрения разработчика устройства следующие:
- Высшее межсоединение (зависимость выходного тока от входного напряжения)
- Очевидно меньшая входная емкость при той же выходной мощности.
- Меньшая площадь платформы для транзистора для получения высокой выходной мощности, поскольку высоту ребра можно увеличить для получения высокой выходной мощности.
- Лучшая структура для лучшего включения/выключения контраста.
- Кривые I-V становятся более плавными, что означает меньшее динамическое энергопотребление.
Преимущества с точки зрения пользователя следующие:
- Более высокая скорость переключения (из-за более низкой входной емкости и более высокой плотности динамического тока)
- Меньшее энергопотребление (из-за меньшей паразитной емкости и за хорошева переключения)
Эффект самонагревания для FinFet транзисторов
Самонагрев — это повышение температуры элемента вне зависимости от внешней среды. Так как у МОП транзисторов ток проходит только по каналу, то мы можем рассчитать, сколько энергии выделится. Если рассчитаем падение энергии на весь транзистор, то мы получим изменения температуры всего транзистора.
![](https://moluch.ru/conf/blmcbn/16467/16467.005.png)
∆T =
Рис. 1. Зависимость изменения температуры от мощности
На рис. 1 показана зависимость изменения температуры от мощности транзистора.
Для FinFet транзисторов:
где nfin — количество плавников и pitch — это размер плавников транзистора.
Из этого следует, что уменьшения эффекта самонагревания в транзисторе можно добится, увеличив размер транзистора.
На рис. 2 показана та же зависимость, что на рис. 1, для транзисторов с разным количеством плавников.
Рис. 2. Зависимость изменения температуры от мощности для разных транзисторов
Для примера скажем, что если мощность транзистора равна 40мкВ, то для транзистора с 1 плавником изменения температуры будет 52 градуса, а для транзистора с 4 плавниками 13.
Заключение
В заключении можем сказать, что коэффициент самонагревания транзистора зависит от размера транзистора, и если хотим уменьшить этот эффект, то нужно увеличить количество плавников транзистора.
Литература:
- BSIM-CMG 107.0.0 Multi-Gate MOSFET Compact Model Technical Manual / V. Sriramkumar [и др.]. — 1. — Berkeley: The Regents of University of California, 2013. — 123 c. — Текст: непосредственный.
- Sun, Zimin Self-heating effect in SOI MOSFETs / Zimin Sun, Litian Liu, Zhijian Li. — Текст: непосредственный // 1998 5th International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology. Proceedings (Cat. No.98EX105). — 1998. — № 5. — С. 572–575.
- Jacob, VanWagoner What are FinFETs and will they ever be able to replace MOSFETS? / VanWagoner Jacob. — Текст: электронный // Quora: [сайт]. — URL: https://www.quora.com/What-are-FinFETs-and-will-they-ever-be-able-to-replace-MOSFETS (дата обращения: 31.03.2021).