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25.07.2018 | Technical Paper

Design of 4 nm MOSFET and its applications

Zeitschrift:
Microsystem Technologies
Autoren:
Raktim Chakraborty, Jyotsna Kumar Mandal
Wichtige Hinweise

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

In this paper, the modelling and simulation of a 4 nm MOSFET device is proposed. By supplying a minimum drain voltage of 0.005 V a minimum ION and IOFF current is achieved with a shorter channel length of 21.6 nm. Using this MOSFET of gate length 4 nm a CMOS is designed and evaluated by its simulation results. Hafnium oxide (HfO2) is used as oxide material and indium gallium arsenide (InGaAs) as semiconductor material. The gate length is downscaled to 4 nm with enhanced performance characteristics. The performance of the proposed work is represented in terms of threshold voltage (VTH) of 0.3664 V, drive current (ION) of 21.57 × 10−6 A/μm, and leakage current (IOFF) of 20.12 × 10−10 A/μm at drain voltage (VD) of 0.005 V. A CMOS device is also proposed using 4 nm MOSFETs. Voltage applied to the gate VGS, drain to source voltage VDS, threshold voltage VTH and drain current ID are the parameters taken to analysis electrical performance characteristics of the device in the present work and hence the results are validated with the simulation results. The proposed work optimizes the device dimensions by maintaining the electrical characteristics of CMOS. An inverter is derived as an application of the CMOS from the MOSFET.

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