新型納米場效應(yīng)管量子效應(yīng)及其對構(gòu)建電路影響.pdf

1、本文采用一種量子力學(xué)模型，研究了MOSFET型碳基場效應(yīng)管的電學(xué)特性。該模型基于非平衡格林函數(shù)（NEGF）和泊松（Poisson）方程自洽全量子數(shù)值解。運用該方法研究了基于不同柵極結(jié)構(gòu)的場效應(yīng)管的穩(wěn)態(tài)特性。另外，在器件電學(xué)特性的基礎(chǔ)上，將研究范圍擴展至電路，分析了異質(zhì)結(jié)構(gòu)碳納米管場效應(yīng)管（CNTFETs）和石墨烯納米條帶場效應(yīng)管（GNRFETs）構(gòu)建電子電路的性能。最后，本文研究了場效應(yīng)管柵極隧穿電流對邏輯電路功能的影響。本文的主要內(nèi)容

2、涉及以下三個方面：
　　首先，研究了異質(zhì)柵結(jié)構(gòu)n-i-n型場效應(yīng)管以及異質(zhì)氧化層結(jié)構(gòu)p-i-n型場效應(yīng)管的電學(xué)特性，并與普通結(jié)構(gòu)的場效應(yīng)管進行比較。結(jié)果表明：異質(zhì)結(jié)構(gòu)盡管增大了器件的遲滯時間，但可以顯著提高器件的開關(guān)電流比、抑制短溝道效應(yīng)、減小亞閾擺幅。
　　其次，在器件電學(xué)特性的基礎(chǔ)上利用Verilog- A建立相應(yīng)查找表（LUT）模型，在HSPICE中構(gòu)建電子電路，研究異質(zhì)結(jié)構(gòu)器件對于電路性能的影響。對于n- i- n型

3、場效應(yīng)管構(gòu)建電路，計算了柵金屬功函數(shù)對功耗，延遲以及功耗-延遲積（PDP）等電路性能的影響，并得出能夠減小PDP的優(yōu)化值；對于p-i-n型場效應(yīng)管構(gòu)建的邏輯電路，從柵長、供電電壓以及溫度三個方面比較了普通結(jié)構(gòu)隧穿場效應(yīng)管（TFET）、高k-隧穿場效應(yīng)管（HK-TFET）和異質(zhì)隧穿場效應(yīng)管（HTFET）電路穩(wěn)定性。結(jié)果表明，盡管HK-TFET構(gòu)建的邏輯電路具有最小的PDP，但是HTFET構(gòu)建的邏輯電路的PDP隨柵長、溫度的變化率最小，即H