تحليل و شبيه سازي ساختار افزاره دو گيتي NFDSOI ISFET

Simulation and Study of Electrical Characteristics of NFDSOI ISFET

افزاره اثر ميدان حساس به يون (ISFET) يك سنسور شيميايي و بيوشيميايي محبوب مي باشد. ISFET معمولي با محدوديت هايي از نظر حساسيت مواجه است كه يكي از راههاي غلبه بر اين مشكل، استفاده از ساختار دو گيتي مبتني بر تكنولوژي سيليكون بر روي عايق (SOI) مي باشد. ساختار سيليكون بر روي عايق دو گيتي كاملاً و تقريباً تهي شده بر خلاف ISFET، براي مقادير كمتر يا بيشتر از ولتاژ مرجع، مقدار بهره حداكثري دارد. اين امر وضوح بيشتري در سنجش گونه هاي شيميايي و بيوشيميايي ايجاد مي كند. در اين مقاله عملكرد افزاره اثر ميدان حساس به يون دو گيتي SOI كاملاً و تقريباً تهي شده (NFDSOI ISFET) را پياده سازي و رفتار آن توسط ابزار TCAD شبيه سازي مي گردد. مشاهده مي شود كه ولتاژ آستانه و جريان درين به ضخامت لايه فعال افزاره بستگي داشته و اثر دو گيتي هنگاميكه ضخامت لايه فعال كمتر شود، ملموس تر است. همچنين با اعمال پتانسيل به گيت پشتي مي توان ولتاژ آستانه و جريان درين را دستكاري نمود.

The ion-sensitive field-effect device (ISFET) is a popular chemical and biochemical sensor. The conventional ISFET faces some limitations in terms of sensitivity, one of the ways to overcome this problem is to use a two-element gateway based on silicon-based insulator technology (SOI). The silicon structure is completely and almost depleted of two-gated insulation, unlike the ISFET, it has a maximum gain for values ​​below or below the reference voltage. This makes it clearer in assessing chemical and biochemical species. In this paper, the performance of the device is completely and almost completely depleted of the SOI sensitive field (NFDSOI ISFET), and its behavior is simulated by the TCAD tool. It is seen that the threshold voltage and the current flow depend on the thickness of the active layer of the device, and the effect of the two gates is more tangible when the thickness of the active layer is lowered. Also, by applying the potential to the back gate, the threshold voltage and the current flow can be manipulated.