3DSVTUNANO: Escalado y variabilidad de transistores túnel de efecto campo 3D basados en nanohilos usando Si, Ge y materiales III-V

Los dispositivos túnel de efecto campo (TFETs) se están investigando como posibles candidatos para reemplazar a los dispositivos MOSFET convencionales para aplicaciones a potencia ultra baja a causa de su pequeña pendiente sub-umbral y de su reducida corriente de fuga, lo que hace posible un escalado agresivo de la tensión de alimentación. Sin embargo, un desafío asociado con estos dispositivos es su limitado rendimiento y su baja corriente en la zona on.

Para alcanzar altas probabilidades túnel, sería beneficioso utilizar heterouniones y nuevas arquitecturas, como pueden ser los nanohilos (NW). En este proyecto inicialmente investigaremos un dispositivo NW TFET cuya arquitectura seguirá los diseños proporcionados por IBM Zurich. A continuación, se examinarán diferentes combinaciones para los materiales que forman el canal, drenador y fuente del dispositivo y la arquitectura óptima será escalada a otros nodos tecnológicos para evaluar su rendimiento y escalabilidad. Para modelar correctamente estos dispositivos es obligatorio el uso de simuladores tridimensionales. Por esta razón en el proyecto se utilizarán herramientas 3D de simulación de dispositivos con resolución atomística como simuladores de Arrastre-Difusión y Monte Carlo con correcciones cuánticas. Ambos simuladores están basados en el método de Elementos Finitos.

Objetivos

1. Modelado 3D de transistores túnel de efecto campo usando nanohilos a través de los métodos de Arrastre-Difusión y Monte Carlo

2. Estudio de la influencia de diferentes fuentes de fluctuaciones en el rendimiento de NW TFETs

3. Optimización de algoritmos numéricos, portabilidad a nuevas infraestructuras y desarrollo de herramientas para el manejo de los datos