适用于极限纳米级集成的新型3D结构场效应晶体管的研究
发布时间：2021-07-09 15:39
本文主要研究沟道宽度缩小到5nm和6nm的新型U形沟道场效应晶体管,由于在亚十纳米级尺寸下,制造结型的半导体器件十分困难,且掺杂等相关工艺很难实现,故主要致力于制造工艺相对简单,且在极限尺寸下能更多的避免短沟道效应的无结场效应晶体管的研究。考虑到沟道宽度太小,器件的工作状态用宏观的经典理论研究已经无法保证精确的测量结果,在本课题研究过程中将提出的新型器件用经典仿真和量子仿真结果对比,保证用更精准的仿真条件研究器件的工作特性。本课题研究的主要内容包括对已经提出的新型H形栅无结场效应晶体管量子仿真验证,优化后完成该器件在温度环境变化时的性能稳定性的检测,提出高集成度高性能的方筒形栅无结场效应晶体管并完成结构建模和尺寸优化,以及方筒形辅控栅无结场效应晶体管结构的建模和尺寸优化。其中H形栅无结场效应晶体管的研究包括完成经典仿真下最优化结构的量子仿真验证,以及再次优化由于经典仿真结果存在的误差导致的非最优参数尺寸,完成该器件在环境温度不断升高时电学特性的稳定性的测试。方筒形栅无结场效应晶体管和方筒形辅控栅无结场效应晶体管两个新型器件的研究完成了结构的建模,在量子仿真下完成各个对器件性能有影响的参...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 无结场效应晶体管的发展现状
1.2.1 无结场效应晶体管的国内外发展现状
1.2.2 团队研究成果
1.2.3 无结场效应晶体管发展面临的挑战
1.3 课题的研究内容
第2章 无结场效应晶体管的基本工作原理及特性分析
2.1 无结场效应晶体管的基本工作原理
2.1.1 无结场效应晶体管的导通原理
2.1.2 无结场效应晶体管的优势
2.2 建模分析
2.2.1 电荷模型
2.2.2 漏电流模型
2.2.3 带带隧穿原理
2.3 模拟方法
2.3.1 仿真工具
2.3.2 模型及方法
2.4 本章小结
第3章 H形栅无结场效应晶体管特性的量子仿真验证
3.1 H形栅无结场效应晶体管的结构介绍
3.2 源漏延长区高度优化的矫正
3.3 栅电极高度优化的矫正
3.4 环境温度变化下器件性能的稳定性
3.5 本章小结
第4章 方筒形栅无结场效应晶体管的仿真研究
4.1 器件基本结构的提出
4.2 相同结构参数下量子仿真和经典仿真结果的对比
4.3 源漏延长区高度对器件性能的影响
4.4 硅体掺杂浓度大小对器件性能的影响
4.5 两垂直沟道间氧化层厚度对器件性能的影响
4.6 栅电极长度对器件性能的影响
4.7 栅氧化层材料对器件性能的影响
4.8 不同温度下器件特性的稳定性
4.9 本章小结
第5章 方筒形辅控栅无结场效应晶体管的仿真研究
5.1 器件结构的提出
5.2 辅助栅和栅极之间氧化层厚度对器件性能的影响
5.3 辅助栅长度对器件性能的影响
5.4 硅体掺杂浓度对器件性能的影响
5.5 两垂直沟道间氧化层厚度对器件性能的影响
5.6 辅助栅电压大小对器件性能的影响
5.7 有无辅助栅电压在不同掺杂浓度下的验证
5.8 不同温度下器件特性的稳定性
5.9 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]A simulation-based proposed high-k heterostructure AlGaAs/Si junctionless n-type tunnel FET[J]. Shiromani Balmukund Rahi,Bahniman Ghosh,Pranav Asthana. Journal of Semiconductors. 2014(11)
[2]A laterally graded junctionless transistor[J]. Punyasloka Bal,Bahniman Ghosh,Partha Mondal,M.W.Akram. Journal of Semiconductors. 2014(03)
[3]Simulation study on short channel double-gate junctionless field-effect transistors[J]. 吴美乐,靳晓诗,揣荣岩,刘溪,Jong-Ho Lee. Journal of Semiconductors. 2013(03)
[4]界面态电荷对n沟6H-SiC MOSFET场效应迁移率的影响[J]. 汤晓燕,张义门,张玉明,郜锦侠. 物理学报. 2003(04)
[5]摩尔定律与半导体设备[J]. 翁寿松. 电子工业专用设备. 2002(04)
本文编号：3274020
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 无结场效应晶体管的发展现状
1.2.1 无结场效应晶体管的国内外发展现状
1.2.2 团队研究成果
1.2.3 无结场效应晶体管发展面临的挑战
1.3 课题的研究内容
第2章 无结场效应晶体管的基本工作原理及特性分析
2.1 无结场效应晶体管的基本工作原理
2.1.1 无结场效应晶体管的导通原理
2.1.2 无结场效应晶体管的优势
2.2 建模分析
2.2.1 电荷模型
2.2.2 漏电流模型
2.2.3 带带隧穿原理
2.3 模拟方法
2.3.1 仿真工具
2.3.2 模型及方法
2.4 本章小结
第3章 H形栅无结场效应晶体管特性的量子仿真验证
3.1 H形栅无结场效应晶体管的结构介绍
3.2 源漏延长区高度优化的矫正
3.3 栅电极高度优化的矫正
3.4 环境温度变化下器件性能的稳定性
3.5 本章小结
第4章 方筒形栅无结场效应晶体管的仿真研究
4.1 器件基本结构的提出
4.2 相同结构参数下量子仿真和经典仿真结果的对比
4.3 源漏延长区高度对器件性能的影响
4.4 硅体掺杂浓度大小对器件性能的影响
4.5 两垂直沟道间氧化层厚度对器件性能的影响
4.6 栅电极长度对器件性能的影响
4.7 栅氧化层材料对器件性能的影响
4.8 不同温度下器件特性的稳定性
4.9 本章小结
第5章 方筒形辅控栅无结场效应晶体管的仿真研究
5.1 器件结构的提出
5.2 辅助栅和栅极之间氧化层厚度对器件性能的影响
5.3 辅助栅长度对器件性能的影响
5.4 硅体掺杂浓度对器件性能的影响
5.5 两垂直沟道间氧化层厚度对器件性能的影响
5.6 辅助栅电压大小对器件性能的影响
5.7 有无辅助栅电压在不同掺杂浓度下的验证
5.8 不同温度下器件特性的稳定性
5.9 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]A simulation-based proposed high-k heterostructure AlGaAs/Si junctionless n-type tunnel FET[J]. Shiromani Balmukund Rahi,Bahniman Ghosh,Pranav Asthana. Journal of Semiconductors. 2014(11)
[2]A laterally graded junctionless transistor[J]. Punyasloka Bal,Bahniman Ghosh,Partha Mondal,M.W.Akram. Journal of Semiconductors. 2014(03)
[3]Simulation study on short channel double-gate junctionless field-effect transistors[J]. 吴美乐,靳晓诗,揣荣岩,刘溪,Jong-Ho Lee. Journal of Semiconductors. 2013(03)
[4]界面态电荷对n沟6H-SiC MOSFET场效应迁移率的影响[J]. 汤晓燕,张义门,张玉明,郜锦侠. 物理学报. 2003(04)
[5]摩尔定律与半导体设备[J]. 翁寿松. 电子工业专用设备. 2002(04)
本文编号：3274020
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3274020.html
