双栅负电容隧穿场效应晶体管的仿真
发布时间：2022-02-09 15:40
介绍了一种锗硅(Si1-xGex)沟道双栅（DG）负电容（NC）隧穿场效应晶体管（TFET）,在Sentaurus TCAD软件中通过耦合Landau-Khalatnikov（LK）模型的方法对器件进行了仿真。首先分析了沟道中锗摩尔分数对DG TFET性能的影响。在DG TFET的基础上引入负电容结构得到DG NC TFET,并通过耦合LK模型的方法对不同铁电层厚度的DG NC TFET进行了仿真研究。最后,从能带图和带间隧穿概率的角度分析了负电容效应对器件性能的影响。仿真结果显示,在Si0.6Ge0.4沟道DG TFET基础上引入9 nm铁电层厚度的负电容结构之后,DG NC TFET的开态电流从1.3μA（0.65μA/μm）提高到了29μA（14.5μA/μm）,同时有7个源漏电流量级的亚阈值摆幅小于60 mV/dec。
【文章来源】：半导体技术. 2020,45(08)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
Si0.6Ge0.4沟道DG TFET和DG NC TFET
Si1-xGex沟道DG TFET与DG NC TFET
图1(a)和(b)分别展示了DG TFET和DG NC TFET的二维结构示意图。其中源、漏区分别为p型、n型掺杂的硅,掺杂浓度均为1×1020 cm-3,沟道为不同锗摩尔分数的本征锗硅,已有研究成果表明可实现该结构中栅极与锗硅沟道的自对准[14]。等效栅氧化层厚度为0.88 nm,垂直纸面方向的器件深度为1 μm。器件尺寸和仿真参数如表1所示。表1 DG TFET和DG NC TFET的参数Tab.1 Parameters of the DG TFET and DG NC TFET 参数 数值 栅(沟道)长度/nm 60 沟道(源区、 漏区)宽度/nm 20 源区长度/nm 30 漏区长度/nm 30 等效栅氧化层厚度/nm 0.88 源区掺杂浓度(p+)/cm-3 1×1020 漏区掺杂浓度(n+)/cm-3 1×1020 沟道掺杂浓度/cm-3 0 栅功函数/eV 4.52 漏端电压/V 1 栅极电压/V 0～-1
本文编号：3617263
【文章来源】：半导体技术. 2020,45(08)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
Si0.6Ge0.4沟道DG TFET和DG NC TFET
Si1-xGex沟道DG TFET与DG NC TFET
图1(a)和(b)分别展示了DG TFET和DG NC TFET的二维结构示意图。其中源、漏区分别为p型、n型掺杂的硅,掺杂浓度均为1×1020 cm-3,沟道为不同锗摩尔分数的本征锗硅,已有研究成果表明可实现该结构中栅极与锗硅沟道的自对准[14]。等效栅氧化层厚度为0.88 nm,垂直纸面方向的器件深度为1 μm。器件尺寸和仿真参数如表1所示。表1 DG TFET和DG NC TFET的参数Tab.1 Parameters of the DG TFET and DG NC TFET 参数 数值 栅(沟道)长度/nm 60 沟道(源区、 漏区)宽度/nm 20 源区长度/nm 30 漏区长度/nm 30 等效栅氧化层厚度/nm 0.88 源区掺杂浓度(p+)/cm-3 1×1020 漏区掺杂浓度(n+)/cm-3 1×1020 沟道掺杂浓度/cm-3 0 栅功函数/eV 4.52 漏端电压/V 1 栅极电压/V 0～-1
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