双栅隧穿场效应晶体管的模型研究
[Abstract]:MOS transistor is the mainstream of the world today, it has good electrical properties, but its physical size is close to the limit and the problem of large power consumption is becoming more and more prominent. In order to meet the needs of future integrated circuit development, new field effect transistors such as ferroelectric field effect transistor (Mental-Ferroelectric-Semiconductor Field-Effect Transistor), double gate tunneling field effect transistor (Double-gate Tunneling Field-Effect Transistor),) have been developed. Fin field effect transistor (Fin Field-Effect Transistor) has received extensive attention and research in recent years. Among them, double-gate tunneling FET has many advantages, such as low sub-threshold swing, low power consumption and good compatibility with CMOS process, so it is considered as a good substitute for MOS transistor. Double gate tunneling field effect transistor (TFET) is a new type of transistor. Different from the source region of MOS transistor and the same method of doping type in leakage region, the source of double-gate tunneling field-effect transistor and the leakage region of double-gate tunneling field effect transistor adopt the opposite mode of doping type, which is different from the source region of double-gate tunneling FET. Thus, under the action of gate voltage, the interface between the source region and the channel has a charge tunneling phenomenon different from that of the MOS transistor, which leads to the generation of leakage current. Due to the special leakage current generation mechanism, the sub-threshold swing of TFET is reduced to less than 60 mV/dec, and the power consumption is reduced effectively. At the same time, the problem of small on-state current is also faced with. In order to solve the above problems, we use the computer software TCAD-ATLAS to simulate the GaSbAs homogenous junction double gate tunneling effect transistor by changing the composition of the dual gate tunneling field effect transistor. The physical structures of AlxGa1-xSb/Ga As heterojunction double gate tunneling field effect transistor and SixGe1-x/Inx Ga1-x P heterojunction double gate tunneling field effect transistor are simulated and some performance parameters of the device are obtained. By comparison, the three different types of double-gate tunneling field-effect transistors show very good performance in simulation, such as large open-state current, ideal current-switching ratio, lower sub-threshold swing, and so on. Among them, in AlxGa1-x Sb/GaAs heterojunction and SixGe1-x/Inx Ga1-xP heterojunction double gate tunneling field effect transistor, we found that changing the molar fraction x of the material forming heterojunction can cause the change of device performance. So by optimizing and screening the molar fraction x in the material, we found that Al0.05Ga0.95Sb/GaAs (that is, the molar fraction of aluminum x is 0.05) heterojunction. Si0.9Ge0.1/In0.01Ga0.99P (the molar fraction x of Si and In is 0.9 and 0.01, respectively) heterojunction can increase the open-state current and the current-switching ratio of the double-gate tunneling field-effect transistor, thus achieving the purpose of optimizing the performance of the device.
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN386
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,本文编号:2462984
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