Das Verhalten nanostrukturierter Schaltungen unter der Berücksichtigung von Quanteneffekten
[摘要] Aufgrund der Bedeutung der MOS-Technologie für Halbleiterindustrie und deren fortschreitende Miniaturisierung ist es wichtigsicherzustellen, dass die klassischen Schaltungskonzepte für stark skalierte Bauelemente nicht ihre Gültigkeit verlieren. Zielunserer Arbeitsgruppe ist es ein Simulatorpaket zu entwickeln, welches von einer physikalischen Sicht heraus quantenmechanischeEinflüsse in integrierten Schaltungen ermittelt und Konsequenzen für zukünftiges Schaltungsdesign prognostiziert. Zur Berechnungund Modellierung der Quanteneffekte wird ein auf dem "non equilibrium Green's functions" (NEGF) Formalismus basierendernumerischer 1-dimensionaler Simulator entwickelt. Auf der Basis von numerischen Transportsimulationen werden Ersatzschaltbilderfür die SPICE Simulationsumgebung erstellt, um den Einfluss der Quanteneffekte in die Schaltungssimulation einzubinden.
In this paper we discuss the expected impact of quantum effects in nanostructured CMOS circuits. In order to describe transportin mesoscopic electronic systems our group develops a 1-d numerical simulation packet based on the "non equilibrium Green'sfunctions" (NEGF) formalism. By means of the obtained simulation results we develop extended SPICE circuit models. With theseSPICE models the influence of quantum effects to the functionality of classical circuit concepts can be studied. Using theseresults it is our intention to develop circuits with a higher robustness against these quantum effects. For the illustration ofour simulation concept we discuss some results of some circuit examples.
