GaSb/InAs异质结隧穿场效应晶体管的性能分析

发布时间：2023-04-02 17:25

　　随着信息技术的进步,集成电路迅猛发展,要求单个半导体器件的尺寸不断减小,随之而来的便是功耗的增加,而这正是目前集成电路发展的最大障碍.为了解决电路能耗问题,隧穿场效应晶体管以不同于传统场效应管的工作原理,作为最理想的替代品成为国际上的重点研究对象.本文通过对一维泊松方程的求解得到了关于沟道内表面势的表达式,从而得出了导带和价带的能带分布情况,在有效质量近似下,利用Wentzen-Krammel-Brillouin (WKB)近似方法,研究了由GaSb/InAs形成的异质结隧穿场效应晶体管(TEFT)的隧穿几率与隧穿电流,通过数值计算讨论了GaSb/InAs异质结TFET的传输特性与栅极电压、偏压以及材料厚度等的变化关系.由于Ⅱ型的异质结构特点,沟道电压容易控制异质结界面处能带,使得由小带隙材料GaSb/InAs形成的晶体管的有效隧穿长度变小,因此得到了较高的开启电流,且具有比传统金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)更低的亚阂值摆幅,突破了室温下60mV/dec的限制.通过数值计算的结果表明,由Ⅲ-Ⅴ族化合物形成的具有Ⅱ型异质结的隧穿场效应晶体管确实有着更好的性能.

【文章页数】：36 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    §1.1 隧穿场效应晶体管的研究背景
    §1.2 隧穿场效应晶体管的研究概况
    §1.3 本论文的主要研究内容及安排
第二章 隧穿场效应晶体管的基本工作原理
    §2.1 隧穿场效应晶体管的基本工作原理
    §2.2 TFET中Zener隧穿的理论计算
        2.2.1 隧穿几率与隧穿电流
        2.2.2 TFET的亚阈值摆幅
第三章 GaSb/hAs异质结TFET隧穿特性的研究
    §3.1 理论计算
    §3.2 数值计算与结果讨论
        3.2.1 栅极电压与偏压对GaSb/InAs异质结TFET的影响
        3.2.2 材料厚度对GaSb/InAs异质结TFET的影响
    §3.3 结论
参考文献
致谢



本文编号：3779635