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文檔簡介
1、隧穿場效應晶體管（Tunneling Field-effect Transistor，TFET）在室溫下可實現60mV/decade的亞閾值擺幅（SS），在超低工作電壓下，比如0.3伏，TFET可獲得比MOSFET器件更高的工作電流。因此，TFET是實現超低功耗芯片的備選器件結構。目前，基于鍺錫（Germanium-Tin,GeSn）材料的TFET器件是微電子研發(fā)的熱點。GeSn合金在Γ點禁帶寬度在0~0.8eV范圍內連續(xù)可調，當錫(S
2、n)組分增加到6.5~11％時，材料能帶結構從間接帶隙轉變成直接帶隙?；谝陨喜牧咸匦裕珿eSnTFET器件展現出相較于其它Ⅳ族、甚至Ⅲ-Ⅴ族材料TFET更優(yōu)異的器件性能。本文從理論層面深入研究了應變和異質隧穿結對GeSn TFET器件電學性能的提升作用。
文章詳細研究應變對GeSn材料能帶結構、有效質量等參數的影響，基于Kane模型對應變和弛豫的GeSnTFET器件進行電學性能模擬和對比分析。結果顯示，通過在器件中引入張應變
3、可以有效提高器件帶間隧穿的產生機率，提高器件的工作電流，而且研究結果表明這種提升作用與溝道晶面取向相關。本文利用經驗贗勢方法計算了GeSn和SiGeSn能帶結構，利用Ge1-xSnx/Ge1-ySny Ⅰ型異質結設計了異質結增強型TFET器件結構，并對器件的電學性能進行詳細模擬計算。發(fā)現隧穿結與異質結之間的距離LT-H對器件電學性能有明顯影響，通過優(yōu)化LT-H，可以顯著提供器件電學性能。理論分析顯示增強型Ⅰ型異質結可以顯著縮短器件帶間隧
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