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在摩尔定律的指导下,微处理器的集成度不断提高,推动了逻辑开关器件的发展。而在逻辑开关器件中,隧穿场效应晶体管(TFET)突破了金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)的亚阈值摆幅的理论极限,可以有效实现器件开启和关断,已逐步成为该领域中研究的热点。在工作原理中,TFET器件以量子力学为依据,利用载流子的带带隧穿实现器件工作,不同于MOSFET器件的工作方式,有效避免了小尺寸MOSFET器件所有的短沟道效应。随着芯片集成度的不断提高,针对TFET器件的电学要求也越来越高,如需要更高的开态电流和更低的关态电流。有部分研究人员为了提升TFET器件的电学性能,利用窄禁带材料设计TFET器件,减小载流子隧穿时的带宽,显著提高了器件的开态电流。但这样的TFET器件将拥有较大的关态电流,导致器件无法有效关断,以至于影响电路的正常工作。为此,我们提出了同时利用硅基材料和窄禁带InN材料来构造TFET器件,利用InN的压电效应增加隧穿处的电场,提升器件的开态电流;利用Si/InN的有效势垒抑制关态时载流子的漂移扩散,降低器件的关态电流。主要的研究工作有:首先,考虑硅基TFET器件隧穿结处的禁带宽度较大,在源区引入锗硅材料,实现对隧穿处禁带宽度的调整,提升载流子隧穿电流并保持较低的关态电流。其次,通过在硅基TFET器件表面淀积不同介电常数的薄膜,观察器件开启时隧穿电场的变化。分析介电常数对TFET器件电场、电流的影响。接着,在硅基TFET器件中引入InN材料。由于InN属于Ⅲ-Ⅴ族氮化物,具有较小的禁带带宽,有利于载流子隧穿。此外,InN材料具有压电极化效应,可以产生极化电场和极化电荷。在硅基TFET器件引入InN材料,形成InN/Si异质结,利用InN的极化电场增强开态电流,并利用异质结的势垒抑制器件的关态电流,由此提出一个低关态电流InN/Si异质结TFET器件。最后,针对上述几种对TFET器件的设计方式,利用TCAD中的Sentaurus仿真工具,设计器件物理结构,实施具体物理模型下的电学仿真,并对仿真得出器件结构、开态电流、关态电流进行分析讨论。提出的低关态电流Si/InN异质结TFET器件具有0.1mA/μm的开态电流和0.1pA/μm的关态电流,开关比达109。