新型无结场效应晶体管的研究
[Abstract]:With the continuous development of semiconductor technology, the size of metal oxide semiconductor field effect transistors, which are the basic units of large integrated circuits, is gradually shrinking proportionally. In other words, the distance between semiconductor junctions in MOSFET is getting shorter and shorter. It has now reached tens of nanometers or even a few nanometers. The main purpose of device size reduction is to increase the integration of integrated circuits, but this will make the process of device manufacturing face great challenges, but also will bring some unavoidable negative effects on the device performance. Due to atomic diffusion and natural statistical distribution, it is very difficult to fabricate semiconductor junctions in tens of nanometers or even several nanometers, and it is difficult to achieve the thermal budget and ultra-high annealing technology. The shortening of channel length will bring about serious short channel effect and will seriously affect the performance of the device. In order to solve a series of difficult problems encountered by MOSFET in nanoscale size, many researchers have begun to study the junction free field effect transistors (FET) and have proposed a number of novel structures of uncoupled semiconductor devices. In this paper, we study the novel junction free field effect transistors, including I gate non junction field effect transistors and U channel non junction field effect transistors. The most basic model of I-gate and U-channel non-junction field-effect transistor proposed in this paper is simple no-junction field-effect transistor, whose principle of conduction is equivalent to that of a gate controlled resistor. Because the channels and drain areas of the junction free field effect transistors are homogenous and uniformly doped, there are no metal junctions in the transistors, which can not only avoid the difficulties encountered in the fabrication process of the devices. Moreover, it can effectively suppress the short channel effect / I gate field effect transistor. It is an optimization result of the gate shape of the common non junction field effect transistor. Compared with the common non junction field effect transistor, it has better electrical performance. The U-channel non-junction field-effect transistor is a new structure developed after a lot of research on the general planar non-junction field effect transistor. The U-channel non-junction field effect transistor is compared with the ordinary non-junction transistor. Two more parts perpendicular to the horizontal channel are added to the structure, so the advantage of the design is that the effective channel length of the device becomes larger when the chip area is constant. Thus the sensitivity of the device to the short channel effect can be further reduced under the deep nanoscale size, and the GIDL and GISL currents can be effectively reduced by adjusting the height of the vertical part. In this paper, the SILVACO TCAD semiconductor simulation software is used to simulate the novel junction free field effect transistor, and by changing the device parameters to determine the different effects of each parameter on the performance of the transistor. By analyzing the data and combining the basic principle of the device to explain the basic electrical characteristics obtained by simulation, we can maximize the performance of I-gate or U-channel field-effect transistor without junction under the corresponding size. For the future development of similar transistors to make a favorable foundation for the development.
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN386
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,本文编号:2249231
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