Numerical Simulation of Tunneling Current in an Anisotropic Metal-Oxide-Semiconductor Capacitor

Abstract

Pada makalah ini telah dikembangkan sebuah model arus terobosan yang melalui kapasitor MOS dielektrik ganda dengan melibatkan massa anisotropik. Transmittansi dihitung secara numerik dengan menggunakan metode transfer matriks dan menyertakan efek kopling antara energi longitudinal dan kinetik yang diwakili oleh kecepatan fasa elektron di gerbang. Transmittansi yang diperoleh kemudian digunakan untuk menghitung arus terobosan di dalam kapasitor MOS TiN/HfSiOxN/SiO2/p-Si. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa seiring bertambahnya kecepatan elektron, transmittansi menurun dan arus terobosan berkurang. Arus terobosan menurun seiring dengan bertambahnya ketebalan oksida setara untuk lapisan HfSiOxN. Saat arah elektron datang menembus penghalang tegak lurus antarmuka lapisan, proses terobosan elektron menjadi lebih mudah. Diperoleh pula bahwa arus terobosan tidak bergantung pada orientasi substrat. Lebih lanjut, model yang diajukan dapat digunakan dalam mendesain divais MOS berkecepatan tinggi dengan arus terobosan yang rendah.