Scientific Journal ASR-E-BARQ
فصل نامه علمی عصر برق
عصر برق
Engineering & Technology
http://kiaeee.ir
1
admin
2588-3828
2588-3828
fa
jalali
1399
6
1
gregorian
2020
9
1
7
13
online
1
fulltext
fa
شبیه سازی ناپایداری ولتاژ آستانه (دریفت) در ترانزیستورهای اثر میدانی حساس به یون (ISFET) با گیتAl2O3و تصحیح به روش کاشت یون
Simulation Threshold Voltage instability (Drift) in Ion selective Field Effect Transistor(ISFET) with Al2O3 Gate and Correct using Ion Implantation
تخصصي
Special
علمی- ترویجی
Scientific-extension
<span style="font-style:normal;"><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">ناپایداری ولتاژ آستانه یا دریفت در یک ترانزیستور اثر میدانی حساس به یون (</span></span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:12.0pt;">ISFET</span></span><span style="font-style:normal;"><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">) بصورت یک تغییر زمانی یکسویه نسبتا کند در ولتاژ آستانه و در نتیجه در جریان درین پدیدار می شود که در غیاب نوسانات غلظت یون داده در محلول رخ می دهد. در این مقاله ساختار قطعه </span></span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:12.0pt;">ISFET</span></span><span style="font-style:normal;"><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> و ناپایداری ولتاژ آستانه بر اساس داده های تجربی و با استفاده از یک مدل فیزیکی برای دریفت با نرم افزار سیلواکو شبیه سازی شده است. علاوه بر این کاشت یونی به عنوان روشی برای خنثی کردن ناپایداری در </span></span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:12.0pt;">ISFET</span></span><span style="font-style:normal;"><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> معرفی شده است. این روش مبتنی بر تنظیم ولتاژ آستانه از طریق میزان کردن چگالی بار در لایه واسط نیمه هادی-عایق با استفاده از کاشت یونی است، چنانکه بار الکتریکی خالص القا شده در نیمرسانا تا حد ممکن خنثی شود. روش پیشنهادی بصورت تحلیلی توجیه شده و بر اساس مشخصه یابی و مدلسازی فیزیکی دریفت در یک</span></span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:12.0pt;">ISFET</span></span><span style="font-style:normal;"><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> حساس به </span></span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:12.0pt;">pH</span></span><span style="font-style:normal;"><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> با عایق گیتی از جنس اکسیدآلومینیوم ( </span></span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:12.0pt;">Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub></span></span><span style="font-style:normal;"><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">) تائید شده است. خنثی سازی دریفت در </span></span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:12.0pt;">ISFET</span></span><span style="font-style:normal;"><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> با استفاده از کاشت یونی همچنین به کمک شبیه سازی</span></span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:12.0pt;">TCAD</span></span><span style="font-style:normal;"><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">نشان داده شده است. </span></span></span><strong><span style="font-style:normal;"><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:10.0pt;"></span></span></span></strong>
In an ion-selective field effect transistors (ISFETs) Threshold-voltage instability or drift is manifested as a relatively slow, monotonic, temporal increase in the threshold voltage, and hence, in the drain current in absence of variations in the concentration of the given ion. In this work the ISFET device structure is modeled using Silvaco TCAD allowing simulation of the threshold voltage instability using the Silvaco’s ATLAS software based on a physical model for ISFET drift accounting for experimental drift data. In addition, ion implantation is introduced as a method for counteracting drift. This method is based on adjusting the threshold voltage by tuning the charge density at the insulator-semiconductor interface using ion implantation such that the net charge induced in the semiconductor at the operating point of the device is neutralized. The proposed method is analytically validated based on characterization and modeling of drift in an Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-gate pH-sensitive ISFET. Counteraction of ISFET drift by ion implantation is also demonstrated using TCAD simulations.
دریفت , کاشت یونی , ناپایداری , ISFET
Drift, Ion Implantation, ISFET, Instability
13
17
http://kiaeee.ir/browse.php?a_code=A-10-230-2&slc_lang=fa&sid=1
عالی
الیاسی
1003194753284600837
1003194753284600837
Yes
گروه برق دانشکده فنی مهندسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه
شهریار
جاماسب
1003194753284600838
1003194753284600838
No
گروه مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی همدان