基于负电容效应的SBT铁电栅场效应晶体管物理模型
发布时间：2022-08-10 17:59
铁电场效应晶体管是在传统的金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOS管）的基础上把传统栅极氧化物材料换成铁电材料。近些年来,由铁电场效应晶体管构成存储单元的铁电存储器得到了人们的广泛关注,被公认为下一代最具潜力的存储器之一。因为这类铁电存储器具备一些优良特性,包括存储速度快、不易挥发和抗辐射性能好等等。随着信息化社会进程的加深,芯片集成度不断提高,功耗问题是摆在人们面前的一个严峻问题。研究表明,铁电场效应晶体管的负电容效应可以减小亚阈值摆幅进而有效的降低晶体管功耗。基于此,本论文通过理论建模与数值分析相结合的办法,重点研究铁电场效应晶体管的负电容效应。具体内容和结论如下:（1）基于Landau-Ginzbug-Devonshire唯象模型、泊松方程以及电流连续性方程,建立负电容SBT铁电栅场效应晶体管（FeFET）温度模型,并分析温度对其电学性能的影响,计算结果表明,温度对负电容SBT场效应晶体管的电学性能有一定的影响:在一定温度范围内（290 K～380K）,当温度减小时,栅电容得到放大,硅表面势放大能力增强,亚阈值摆幅降低。该结果对设计低功耗场效应管有较好的指导意义。（2）在已经建立...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 铁电体及铁电薄膜材料
1.1.1 铁电体
1.1.2 铁电薄膜材料
1.2 铁电场效应晶体管
1.2.1 铁电场效应晶体管的基本结构
1.2.2 铁电场效应晶体管的原理
1.2.3 铁电场效应晶体管存在的问题
1.3 铁电场效应晶体管的应用
1.3.1 基于FeFET的FeCMOS
1.3.2 非易失性存储器
1.4 本论文的研究意义和主要内容
1.4.1 本论文的研究意义
1.4.2 本论文的主要内容
第2章 温度对负电容SBT铁电场效应晶体管电学性能的影响
2.1 引言
2.2 铁电薄膜负电容
2.2.1 负电容的定义
2.2.2 检验负电容存在的方法
2.3 SBT-MFS-NC-FET物理模型的建立
2.3.1 SBT-MFS-NC-FET物理模型
2.3.2 模型参数的确定
2.4 温度对SBT-MFS-NC-FET电学性能的影响
2.4.1 温度对硅表面势的影响
2.4.2 温度对栅电容的影响
2.4.3 温度对转移特性的影响
2.5 本章小结
第3章 掺杂浓度对负电容SBT铁电场效应晶体管电学性能的影响
3.1 引言
3.2 SBT-MFS-NC-FET物理模型建立
3.2.1 SBT-MFS-NC-FET物理模型
3.2.2 模型参数的确定
3.3 掺杂浓度对SBT-MFS-NC-FET电学性能的影响
3.3.1 掺杂浓度对硅表面势的影响
3.3.2 掺杂浓度对栅电容的影响
3.3.3 掺杂浓度对转移特性的影响
3.4 本章小结
第4章 铁电层厚度对负电容SBT铁电场效应晶体管电学性能的影响
4.1 引言
4.2 SBT -MFS-NC-FET物理模型的建立
4.2.1 SBT-MFS-NC-FET物理模型
4.2.2 模型参数的确定
4.3 铁电层厚度对SBT-MFS-NC-FET电学性能的影响
4.3.1 铁电层厚度对硅表面势的影响
4.3.2 铁电层厚度对栅电容的影响
4.3.3 铁电层厚度对转移特性的影响
4.4 本章小结
第5章 界面层效应对负电容SBT场效应晶体管的电学性能的影响
5.1 引言
5.2 铁电-金属电极界面层模型
5.3 铁电-金属电极界面层SBT-MFS-NC-FET物理模型
5.3.1 模型的建立
5.3.2 模型参数的确定
5.4 界面效应对SBT-MFS-NC-FET电学性能的影响
5.4.1 界面效应对硅表面势的影响
5.4.2 界面效应对栅电容的影响
5.4.3 界面效应对转移特性的影响
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
个人简历、攻读硕士学位期间论文发表情况
本文编号：3674094
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 铁电体及铁电薄膜材料
1.1.1 铁电体
1.1.2 铁电薄膜材料
1.2 铁电场效应晶体管
1.2.1 铁电场效应晶体管的基本结构
1.2.2 铁电场效应晶体管的原理
1.2.3 铁电场效应晶体管存在的问题
1.3 铁电场效应晶体管的应用
1.3.1 基于FeFET的FeCMOS
1.3.2 非易失性存储器
1.4 本论文的研究意义和主要内容
1.4.1 本论文的研究意义
1.4.2 本论文的主要内容
第2章 温度对负电容SBT铁电场效应晶体管电学性能的影响
2.1 引言
2.2 铁电薄膜负电容
2.2.1 负电容的定义
2.2.2 检验负电容存在的方法
2.3 SBT-MFS-NC-FET物理模型的建立
2.3.1 SBT-MFS-NC-FET物理模型
2.3.2 模型参数的确定
2.4 温度对SBT-MFS-NC-FET电学性能的影响
2.4.1 温度对硅表面势的影响
2.4.2 温度对栅电容的影响
2.4.3 温度对转移特性的影响
2.5 本章小结
第3章 掺杂浓度对负电容SBT铁电场效应晶体管电学性能的影响
3.1 引言
3.2 SBT-MFS-NC-FET物理模型建立
3.2.1 SBT-MFS-NC-FET物理模型
3.2.2 模型参数的确定
3.3 掺杂浓度对SBT-MFS-NC-FET电学性能的影响
3.3.1 掺杂浓度对硅表面势的影响
3.3.2 掺杂浓度对栅电容的影响
3.3.3 掺杂浓度对转移特性的影响
3.4 本章小结
第4章 铁电层厚度对负电容SBT铁电场效应晶体管电学性能的影响
4.1 引言
4.2 SBT -MFS-NC-FET物理模型的建立
4.2.1 SBT-MFS-NC-FET物理模型
4.2.2 模型参数的确定
4.3 铁电层厚度对SBT-MFS-NC-FET电学性能的影响
4.3.1 铁电层厚度对硅表面势的影响
4.3.2 铁电层厚度对栅电容的影响
4.3.3 铁电层厚度对转移特性的影响
4.4 本章小结
第5章 界面层效应对负电容SBT场效应晶体管的电学性能的影响
5.1 引言
5.2 铁电-金属电极界面层模型
5.3 铁电-金属电极界面层SBT-MFS-NC-FET物理模型
5.3.1 模型的建立
5.3.2 模型参数的确定
5.4 界面效应对SBT-MFS-NC-FET电学性能的影响
5.4.1 界面效应对硅表面势的影响
5.4.2 界面效应对栅电容的影响
5.4.3 界面效应对转移特性的影响
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
个人简历、攻读硕士学位期间论文发表情况
本文编号：3674094
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3674094.html
