多年来,随着集成电路的快速发展,晶体管的工艺尺寸从微米级缩小到纳米级。工艺尺寸的缩小使得集成电路的集成度提高,性能提升。不过,随着工艺尺寸的缩小,在金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFETs）中,短沟道效应、窄沟道效应、漏极引入势垒降低效应等二级效应愈发明显,这些效应不仅影响晶体管的性能,还阻碍着摩尔定律的延续。因此,国内外研究者们开始研究新型晶体管,期望可以解决这些问题。隧穿场效应晶体管（TFETs）基于带带隧穿的工作原理,具有低功耗、可以突破60mV/dec的玻尔兹曼限制、高开关电流比等优点,是最有希望应用于下一代集成电路中的新型器件之一。但是,TFETs器件具有双极性效应、开态电流低、亚阈值斜率不稳定的缺点。针对TFETs的缺点,本论文进行了下面的研究:首先,本论文提出了一种新型的TFET器件:锗环绕源极环栅隧穿场效应晶体管（GAS GAATFET）。通过 Sentaurus TCAD 对 GAS GAA TFET、硅源极环栅TFET（Si GAA TFET）和锗源极环栅TFET（Ge-source GAATFET）三种器件进行仿真实验。实验结果表明,锗环绕源极结构使得GAS GAA TFET的开态电流和Ge-source GAA TFET达到了同一水平,约为Si GAATFET的104倍,同时,GAS GAATFET的关态电流降低为Ge-source GAATFET的五分之一。另外,GAS GAA TFET的亚阈值斜率的方差是三种器件中的最小值,证明了 GAS GAA TFET的亚阈值斜率比其他两种器件更稳定。因此,GASGAATFET具有高开态电流和稳定的亚阈值斜率两个优点,并且具有较低的关态电流。然后,本论文研究了栅极功函数对GAS GAATFET双极性效应的影响,并通过4.4eV的栅极功函数缓解GAS GAATFET的双极性效应。接着,在纳米管MOSFETs加工工艺的基础上,设计了 GAS GAATFET的加工流程。接下来,本论文提出了 O-GAS GAATFET和P-GAS GAATFET两种器件。研究发现,O-GAS GAATFET中的Overlap结构可以抑制器件沟道和漏极接触位置的电场。Overlap长度为6nm的O-GAS GAA TFET的关态电流约为GAS GAA TFET的17.8%,因此,Overlap结构可以降低TFETs器件的关态电流,O-GAS GAA TFET具有低关态电流的优点。P-GAS GAA TFET通过在器件的源极和沟道接触处增加一块n型Pocket,使器件的源极价带与沟道导带向下弯曲并且更加靠近,进而提升器件发生带带隧穿的概率。Pocket掺杂浓度为4×1018cm-3 的 P-GAS GAA TFET 的开态电流相比于 GAS GAA TFET提升了 3.9%,因此,Pocket结构可以提升TFETs器件的开态电流,P-GAS GAATFET具有高开态电流的优点。最后,本论文以GAS GAA TFET加工流程为基础,分别设计了 O-GAS GAATFET和P-GAS GAA TFET的加工流程。