随着半导体技术的不断发展,作为大型集成电路基本单元的金属氧化物半导体场效应晶体管的尺寸在逐渐地按比例缩小,换句话说就是MOSFET中的半导体结的距离越来越短,现在已经达到几十纳米甚至几纳米。器件尺寸缩小的主要目的是为了增加集成电路的集成度,但是这样会使器件工艺制造过程面临巨大的挑战,同时也会给器件性能带来一些难以避免的负面影响。由于原子扩散和自然统计分布,在几十纳米甚至几纳米的距离内制造出半导体结是相当困难的,它需要进行的热预算以及超高的退火技术几乎难以实现;沟道长度缩小会带来严重的短沟道效应,会对器件性能造成严重的影响。为了解决纳米级尺寸下MOSFET遇到的一系列难以克服的难题,许多科研团队开始研究无结场效应晶体管并提出了许多新型结构的无结半导体器件。论文就是对新型无结场效应晶体管的研究,其中包括I形栅无结场效应晶体管和U沟道无结场效应晶体管。论文所提出的I形栅以及U沟道无结场效应晶体管的最基本模型是简单无结场效应晶体管,其导通原理相当于一个栅控电阻。因为无结场效应晶体管的沟道与源漏区均是同种物质且均匀掺杂,所以它的体内不存在任何金属结,这不仅可以避免器件在制造工艺上遇到的难题,而且可以有效的抑制短沟道效应;I形栅无结场效应晶体管是对普通无结场效应晶体管栅极形状进行的一种优化结果,与普通无结场效应晶体管相比,具有更加优越的电学性能。而U沟道无结场效应晶体管是继对一般平面无结场效应晶体管的大量研究之后所推出的新型结构。U沟道无结场效应晶体管与普通无结晶体管相比,在结构上多出了两个垂直于水平沟道的部分,这样设计结构的优点在于,在芯片面积不变的情况下,器件的有效沟道的长度会变大,从而在深纳米级尺寸下可以进一步减小器件对短沟道效应的敏感程度;通过调节垂直部分的高度还可以有效的减小GIDL以及GISL电流。论文使用SILVACO TCAD半导体仿真软件对新型结构的无结场效应晶体管进行仿真模拟,并通过改变器件各项参数来确定各个参数变化对晶体管性能造成的不同影响,分析数据并结合器件基本原理以解释仿真得到的基本电学特性结果,从而最大化得到对应尺寸下的性能最优的I形栅或U沟道无结场效应晶体管,为以后同类晶体管的应用发展做出有利的基础准备。