基于Monte Carlo 模拟的三种不同结构单电子动态存储器 ... - 物理学报.PDFVIP

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 ’ ’ ##! ’ ， ， ， O*1 2’ H* 2’ )/P ##! （ ） (###4%#C##!C’ #’ C (!B4#$ I.JI KLM=N.I =NHN.I ###! .Q8+ 2 KQP7 2 =*: 2 基于!#$% ’() 模拟的三种不同结构 单电子动态存储器特性比较! 许海霞 李钱光 闵永泉 李志扬 （华中师范大学纳米科技研究院，武汉 !##$% ） （ 年 月 日收到； 年 月 日收到修改稿） ## ’ % ## $ (! 采用)*+,- ./01* 方法对多隧道结型、对称陷阱型和环型等三种不同结构的单电子动态存储器进行了数值模 拟，分析了电容、温度等因素对存储器存储时间的影响，发现在相同条件下环型和对称陷阱型存储器一般要比多隧 道结型存储器的存储时间长2 关键词： 模拟，单电子存储器，存储时间 )*+,- ./01* ： ， *+ $’. !(#) 程，而且编程相对简单、方便2 本文根据)*+,- ./01* (5 引 言 法原理编制了单电子器件模拟程序，并着重分析比 较了多隧道结型、对称陷阱型和环型等三种不同结 随着大规模集成电路技术的发展，集成电路线 构方案单电子动态存储器的存储特性，同时讨论了 宽不断减小，现在已经达到# 5 ( 6，接近微米技术 温度、电容等因素对存储器存储特性的影响2 ! 的极限，并将很快突破 ，进入纳米量级 在纳 # 5 ( 6 2 ! 米量级，电子自由程大于器件特征尺寸，量子特性随 5 理 论 着器件尺寸缩小逐步占据主导地位，传统晶体管逐 单电子器件主要由库仑岛和隧道结组成 在单 步失效，因此以单电子器件（ ， 2 78+91- -1-:,0*+ ;-8:- =?）为代表的基于量子效应的纳米电子学近年来 电子器件中，电子或被束缚在库仑岛上，或通过隧道 受到广泛关注，从最初工作于低温的单电子三极管， 效应来回于库仑岛、电极间，可以假设电子的运动不 到工作于室温的单电子存储器等等，越来越复杂的 具有记忆性，这样电子在单电子器件中的运动可以 ［］ ［— ］ B 单电子器件不断在实验室制造出来( ，以完成存 看作一个马尔可夫过程 2 当一个电子从一个库仑 岛 电极隧穿到另一个库仑岛 电极时，根据 储、逻