雙柵隧穿場效應晶體管的模型研究.pdf

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

2、ld-Effect Transistor)最近幾年獲得了廣泛的關注與研究。其中，雙柵隧穿場效應晶體管具有很多的優(yōu)點，例如亞閾值擺幅低、功耗小、與CMOS工藝有很好的兼容性等，因此被認為是一個MOS晶體管的很好的替代者。雙柵隧穿場效應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，雙柵隧穿場效應晶體管的源、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晶體管工作機制的電荷隧穿現象，導致了漏電流的產生。由于特殊的漏電流產生機制，隧穿場效應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，同時也面臨著工作時開態(tài)電流較小的問題。
　　本文利用計算機軟件TCAD-ATLAS通過改變雙柵隧穿場效應晶體管的組成材料模擬出了GaSbAs同質結雙柵隧穿效應晶體管、AlxGa1-xSb/ GaAs異質結雙柵隧穿場效應晶體管、SixGe1-x/InxGa1-x

4、P異質結雙柵隧穿場效應晶體管的物理結構，并對其進行了仿真得到一些器件性能參數。通過比較，這三種不同類型的雙柵隧穿場效應晶體管在模擬中都展現出非常好的器件性能，例如較大的開態(tài)電流、理想的電流開關比、較低的亞閾值擺幅等。其中，在AlxGa1-xSb/ GaAs異質結、S ixGe1-x/Inx Ga1-xP異質結雙柵隧穿場效應晶體管中，我們發(fā)現改變形成異質結的材料中的摩爾分數x的值能夠引起其器件性能的改變。所以我們通過優(yōu)化和篩選材料中摩爾分