雙柵隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管的模型研究.pdf

1、MOS晶體管是當(dāng)今世界的主流，它具有很好的電學(xué)特性，但是其物理尺寸已接近極限而且功耗大等問(wèn)題日益突出。為了適應(yīng)未來(lái)集成電路發(fā)展的需要，新型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管如鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Mental-Ferroelectric-Semiconductor Field-Effect Transistor)，雙柵隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Double-gate Tunneling Field-Effect Transistor)，鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Fin Fie

2、ld-Effect Transistor)最近幾年獲得了廣泛的關(guān)注與研究。其中，雙柵隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有很多的優(yōu)點(diǎn)，例如亞閾值擺幅低、功耗小、與CMOS工藝有很好的兼容性等，因此被認(rèn)為是一個(gè)MOS晶體管的很好的替代者。雙柵隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管是一種新型的晶體管。有別于至今電路普遍采用的MOS晶體管的源區(qū)、漏區(qū)摻雜類型相同的方法，雙柵隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源、漏區(qū)采用了摻雜類型相反的方式，從而致使其工作時(shí)在柵極電壓的作用下源區(qū)與溝道之間的界面發(fā)生

3、了不同于 MOS晶體管工作機(jī)制的電荷隧穿現(xiàn)象，導(dǎo)致了漏電流的產(chǎn)生。由于特殊的漏電流產(chǎn)生機(jī)制，隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管的亞閾值擺幅降低到60 mV/ dec以下，功耗得到了有效地減少，同時(shí)也面臨著工作時(shí)開(kāi)態(tài)電流較小的問(wèn)題。
　　本文利用計(jì)算機(jī)軟件TCAD-ATLAS通過(guò)改變雙柵隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管的組成材料模擬出了GaSbAs同質(zhì)結(jié)雙柵隧穿效應(yīng)晶體管、AlxGa1-xSb/ GaAs異質(zhì)結(jié)雙柵隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管、SixGe1-x/InxGa1-x

4、P異質(zhì)結(jié)雙柵隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管的物理結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行了仿真得到一些器件性能參數(shù)。通過(guò)比較，這三種不同類型的雙柵隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管在模擬中都展現(xiàn)出非常好的器件性能，例如較大的開(kāi)態(tài)電流、理想的電流開(kāi)關(guān)比、較低的亞閾值擺幅等。其中，在AlxGa1-xSb/ GaAs異質(zhì)結(jié)、S ixGe1-x/Inx Ga1-xP異質(zhì)結(jié)雙柵隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，我們發(fā)現(xiàn)改變形成異質(zhì)結(jié)的材料中的摩爾分?jǐn)?shù)x的值能夠引起其器件性能的改變。所以我們通過(guò)優(yōu)化和篩選材料中摩爾分