Книга посвящена физике и моделированию полевых транзисторов с акцентом на короткоканальные микро- и современные нанотранзисторы типа МДП-транзистора с изолированным затвором MOSFET, полевого транзистора с высокой подвижностью электронов III-V HEMT, транзисторов на чрезвычайно тонкой КНИ-подложке ETSOI, в том числе с затворами DG и GAA, с каналами NW и CNT, транзисторов FinFET, однако, развитые подходы применимы и к транзисторам типа JFET, MESFET, BJT и им подобным. Рассматривается физическое устройство, метрика и управление FET, теория MOSFET дается сначала в традиционном изложении, затем формулируются начала модели виртуального истока, приближение истощения на фоне уравнение Пуассона, обсуждается подвижный электронный заряд в массивной структуре MOS и в исключительно тонкой SOI, из 2D электростатики MOS подробно рассматриваются DIBL, геометрическое экранирование, емкостная модель, масштабирование транзисторов, их пробой. Во второй части достаточно подробно излагается обобщенная транспортная модель Ландауэра – Датта – Лундстрома сначала применительно к 2D баллистическим MOSFET, затем баллистическая модель объединяется с моделью виртуального истока, качественно обсуждается рассеяние электронов в канале проводимости и строится модель прохождения MOSFET, которая затем объединяется с моделью виртуального истока в финальный, наиболее современный ныне вариант модели MVS-прохождения, иллюстрируемой примерами обработки экспериментальных выходных характеристик нанотранзисторов ETSOI MOSFET и III-V HEMT. В заключение обсуждаются фундаментальные пределы и ограничения Si FET, квантовый транспорт в MOSFET с длиной канала менее 10 нм, упрощающие допущения и неясные вопросы в модели прохождения, а также полевой транзистор рассматривается с позиций наноэлектроники «снизу – вверх». Книга написана в основном по лекциям Марка Лундстрома «Fundamentals of Nanotransistors», прочитанных в 2016 году: www.nanohub.org/courses/NT. Книга предназначена для специалистов в области короткоканальной микроэлектроники и наноэлектроники, а также физики полупроводников в целом.
ISBN 978-617-7711-06-2