علی نادری

امروزه تحول در حوزه مدارات مجتمع الکترونیک و دیجیتال براساس وابستگی به پیشرفت های است که در افزاره های نانوالکترونیک صورت می پذیرد. بهبود ابعاد، کارایی و عملکرد هرچه بهتر و بیشتر این افزاره ها تاثیر مستقیمی بر پیشبرد این فناوری دارند. یکی از این افزاره ها که می توان به آن اشاره کرد ترانزیستورهای نسل جدید اثرمیدان فلزنیمه هادی (MESFET)است. این ترانزیستورهای اثر میدان نخستین بار در سال 1996 توسط فردی به نام Mead مطرح و سرانجام بر روی یک لایه از نوع ماده گالیم آرسناید ساخته شد. این نوع ترانزیستور اثرمیدان فلز به دلیل ساختاری که دارد در برابر تشعشات پلاسما و اثرات حامل گرم ایمن شده است. از دیگر خصوصیات این المان می توان به تحمل ولتاژ بالا، کلید زنی با سرعت بالا و موارد دیگر نام برد. ازکاربردهای این نوع ترانزیستور می توان به تقویت کننده های کم نویز ، تقویت توان، مبدل های آنالوگ به دیجیتال و دیجیتال به آنالوگ اشاره کرد[1،2]. ساختار ترانزیستورهای اثرمیدان فلزنیمه هادی مشابه با ترانزیستورهای JFET هستند. این نوع ترانزیستور بین درین و سورس دارای یک کانال است و حامل های جریان درجهت سورس به درین درحرکت می باشند. این کانال توسط یک گیت که ساختارش از نوع پیوند شاتکی بین فلز و نیمه هادی است این مسیر را کنترل می کند و با تغییر مقدار عرض این کانال توسط گیت جریان نیز کنترل می شود. این ترانزیستور به دلیل قابلیت های منحصر به فردی که دارد می تواند جایگزین مناسبی برای ترانزیستور معمولی MOSFET باشد از مشکلات این ترانزیستور می توان به محدودیت های آن در بایاس گیت اشاره کرد[3،4]. در جهت بهبود پارامترهای اصلی این افزاره ها دو راهکار پیشنهاد می شود، روش اول این که استفاده از یک ماده تازه یا ترکیب این مواد بایکدیگر همانند ایندیم فسفات، گالیم آرسناید، کربید سیلیسیم، گالیم نیتراید و مواد دیگری که دارای ویژگی الکتریکی مناسبی باشند تا جایگزین مناسبی برای موادی که درساختارهای عمومی و ابتدایی این افزاره ها همانند ژرمانیوم به کار گرفته می شود باشد که محدودیت های آن ها در کارایی و عملکرد افزاره را جبران و به دنبال آن به دلیل کاهش سایز قابلیت پیاده سازی وسیع و مقرون به صرفه را نیز فراهم سازد [5]. به عنوان نمونه ترانزیستورهایی که براساس کربید سیلیسیم ساخته شده اند در مواردی که نیاز به ولتاژشکست بالا ، پهن