【摘 要】
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随着先进集成电路制造的特征尺寸减小至10nm以下量级,进一步延续摩尔定律的发展遇到了瓶颈。为了保证集成电路性能、集成度的可持续发展,研究人员将目光投向了隧穿场效应晶体管（Tunneling Field-Effect Transistor,TFET）。TFET器件以其载流子带带隧穿的特有工作机制,预期可获得较好亚阈值摆幅、温度特性、开关电流比等特性优势,是未来实现超低功耗芯片的极具优势备选器件。本文
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随着先进集成电路制造的特征尺寸减小至10nm以下量级,进一步延续摩尔定律的发展遇到了瓶颈。为了保证集成电路性能、集成度的可持续发展,研究人员将目光投向了隧穿场效应晶体管（Tunneling Field-Effect Transistor,TFET）。TFET器件以其载流子带带隧穿的特有工作机制,预期可获得较好亚阈值摆幅、温度特性、开关电流比等特性优势,是未来实现超低功耗芯片的极具优势备选器件。本文在对PIN型双栅（Double-Gate,DG）TFET工作机制进行仿真分析的基础上,分析了掺杂浓度、栅介质层材料性质以及结构参数等对于TFET器件电学特性的影响。并提出了扩展源（Extended Source,ES）和轻掺杂漏层（Low-doped Drain,LDD）的结构改进,以增大器件的隧穿概率和优化器件关态电流,仿真结果表明,本文所提出优化结构TFET较基本PIN型TFET器件,开态电流提升了24倍,开关电流比提升了44倍,亚阈值摆幅降低了26.7%。本文进一步开展了对无结型（Junctionless,JL）DG-TFET研究,探讨了栅氧化层厚度及辅助与控制栅功函数对于无结型TFET器件的电学特性影响。论文采用Ge、Si Ge材料优化器件的开关电流比,仿真结果表明相较Si基JLDGTFET器件,本文所设计器件开关电流比提升了4.06倍,平均亚阈值摆幅降低了约17.1%,器件性能得到明显提升。
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