350 rub
Journal Achievements of Modern Radioelectronics №9 for 2011 г.
Article in number:
Analysis of metal-oxide semiconductor field-effect transistors parameters by low temperature
Authors:
A. M. Pilipenko, V. N. Biryukov
Abstract:
The most probable silicon device that can be used at cryogenic temperatures is the silicon metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET). Of course, we can use materials other than silicon, such as GaAs, Ge, etc. However, the silicon MOSFET has a great advantage that the mass production technology established for commercial usage is available for larger-formatted array circuits. For example, in the field of near-infrared astronomy, silicon MOSFETs have already been widely used as readout circuits of near-infrared detector arrays at 15 - 80 K. Additionally, silicon MOSFETs can be operated with low power dissipation, and very suitable as parts of cryogenic readout circuit. In this work an experimental results of p-MOSFET parameters measurement in temperature range 20 - 80 K was shown. To this object five-parameter static model of MOSFET has been proposed. This model takes into account all primary effects in MOSFETs with long-channel. Technique of parameter optimization was developed. Error of parameters measurement substantially smaller than parameter spread in technological process.
Pages: 66-70
References
  1. Алфеев В. Н. Полупроводники, сверхпроводники и параэлектрики в криоэлектронике: свойства и применение в криоэлектронных интегральных схемах и приборах структур на основе контактов полупроводников, сверхпроводников и параэлектриков. М.: Сов. радио. 1979.
  2. Nagata H., Shibai H., Hirao T., Watabe T., Noda M., Hibi Y., Kawada M., Nakagawa T.Cryogenic Capacitive Transimpedance Amplifier for Astronomical Infrared Detectors // IEEE Transactions on Electron Devices. 2004. V. 51. № 2. P. 270-278.
  3. Fanson J. L., Fazio G. G., Houck J. R., Kelly T., Rieke G. H., Tenerelli D. J., Whitten T. Space infrared telescope facility (SIRTF) // Proceedings of SPIE. 1998. V. 3354. P. 57-65.
  4. Glidden R. M., Lizotte S. C., Cable J. S., Mason L. W., Cao C. Optimization of Cryogenic CMOS Processes for Sub-10K Applications // Proceedings of SPIE. 1992. V. 1684. P. 2-39.
  5. Бирюков В. Н., Пономарев А. М. Ципис Н. Л. Исследование вольт-амперных и шумовых характеристик полевых транзисторов с изолированным затвором при низких температурах // Изв. вузов МВ и ССО СССР. Радиоэлектроника. 1986. Т. 29. № 11. C. 92-94.
  6. Бирюков В. Н. Четырехпараметрическая компактная модель полевого транзистора с коротким каналом // Нанотехнологии-2010. Труды Междунар. научно-техн. конф. и молодежной школы-семинара. Ч. 2. Таганрог: ТТИ ЮФУ. 2010. С. 114-115.