Генерация вертикальной наноструктуры

И²Л-инвертора (N = 4) как схемы переходной схемотехники Модели G4.1 и G4.2 представляют собой деревья размерностью N = 4 и содержат по три ребра (R = 3). Для подобных моделей (табл. 7.1) существует 64 структурные формулы, и им соответствуют 64 интегральные структуры инжекционного инвертора размерностью N = 4.

Если в качестве критерия выбора модели структуры вертикального И²Л-инвертора выбрать информационную плотность, то предпочтение отдается вертикальным структурам И²Л-инвертора, например модели:

2D моделирование вертикального переходного инвертора

Создадим работоспособную наноструктуру с конкретными геометрическими и физическими параметрами для последующего физического моделирования. Моделирование будем проводить исходя из минимального топологического размера в 20 нм (ширина эмиттера и расстояние между линиями маски) и минимальной толщины баз, равной 3 нм.

На рисунке 7.3 показаны этапы подготовки данных для 2D моделирования вертикального И²Л-инвертора в TCAD Synopsys; определена 2D конструкция (сечение) ступенчатого вертикального И²Л-инвертора. Логический п-р-п-транзистор формируется в области п₄ (коллектор), узкой зоне области р₃ (база), высокой части области п₂ (эмиттер). Инжектирующий р-л-р-транзистор формируется высокой частью области р₃ (коллектор), узкой частью области п₂ (база) и областью р_х (эмиттер). Для изоляции контактов использован оксид Ox (Si0₂). Контакты для подачи напряжений: c_Grd, c_in, c_out.

На рисунке 7.4 показана расчетная сетка. Максимальный размер ячейки сетки 20 нм, минимальный — 5 нм, там, где это необходимо по профилю, система может еще сильнее уменьшать минимальный размер расчетной сетки. Исходя из выбранных топологических ограничений максимальный размер ИИ не превышает 100 нм.

Для определения работоспособности наноструктуры в составе макросхемы был использован смешанный режим моделирования вертикального И²Л-инвертора (рис. 7.5).

Рис. 7.3. Задание 2D конструкции ступенчатого вертикального И²Л-инвертора: сечение, размеры, материалы, контакты.

Рис. 7.4. Задание расчетной сетки для 2D моделирования сечения ступенчатого вертикального И²Л-инвертора.

Рис. 7.5. Физическая наноструктура моделируется в составе электрической схемы.

На передаточной характеристике (рис. 7.6), зависимости выходного напряжения от входного (напряжения), четко просматривается два устойчивых состояния наноструктуры, что говорит о ее работоспособности и реализации ею функции инверсии.

Рис. 7.6. Передаточная характеристика наноструктуры вертикального.

И²Л-инвертора.