隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管的仿真研究.pdf

1、近年來(lái)集成電路技術(shù)的快速發(fā)展使得傳統(tǒng) CMOS工藝在特性上面臨自身的極限，功耗問(wèn)題日益突出。而隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管借助于與傳統(tǒng)MOSFET不同的工作機(jī)制——帶間隧穿機(jī)制，能夠在室溫下，獲得低于傳統(tǒng)MOSFET的亞閾值擺幅極限值60 mV/dec，能夠降低器件的功耗。本論文就隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管的主流 TCAD仿真模型和基于非平衡Green函數(shù)方法的量子輸運(yùn)邊界方法(QTBM)進(jìn)行了介紹。用這些工具研究了隧穿方向和附加?xùn)艑?duì)隧穿電流的影響。

2、　　第一章介紹研究背景和意義；第二章介紹基于 WKB近似的帶間隧穿模型；第三章介紹基于非平衡 Green函數(shù)方法的量子輸運(yùn)邊界方法(QTBM)；第四章利用WKB模型研究了鍺硅帶間隧穿方向與隧穿產(chǎn)生率的關(guān)系；第五章利用量子輸運(yùn)邊界方法研究了L型銻化鎵/砷化銦異質(zhì)結(jié)的柵電極對(duì)隧穿電流的影響；第六章是總結(jié)與展望。
　　研究發(fā)現(xiàn)：(1)晶格方向[100]、[110]和[111]對(duì)間接帶間隧穿產(chǎn)生率的影響不大；(2)對(duì)于硅來(lái)說(shuō)，間接帶間隧穿

3、產(chǎn)生率要高于直接帶間隧穿產(chǎn)生率，而對(duì)于鍺來(lái)說(shuō)，則是直接帶間隧穿產(chǎn)生率要高于間接帶間隧穿產(chǎn)生率；(3)在鍺硅隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，當(dāng)漏源電壓增加時(shí)，帶間隧穿方向逐漸從水平過(guò)渡到垂直，從溝道中的硅過(guò)渡到源區(qū)中的鍺，且?guī)чg隧穿面積逐漸增大，帶間隧穿產(chǎn)生率也逐漸增高，使得帶間隧穿電流逐漸增大；(4)對(duì)于鍺來(lái)說(shuō)，直接帶間隧穿電流要高于間接帶間隧穿電流，尤其是在柵源電壓較大的情況下，該差距更明顯；(5)在L型銻化鎵/砷化銦異質(zhì)結(jié)隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體中，附加