凝聚態(tài)物理隧穿晶體管劉強

隧穿晶體管（TFET）—高能效電子開關(guān)報告人：劉強導(dǎo)師：任偉教授日期：2014.10.81主要內(nèi)容11/6/202221.隧穿晶體管工作機制原理闡述GN+N+P摻雜1.2V1.2VN-GN+P++1.2V1.2V關(guān)斷狀態(tài)關(guān)斷狀態(tài)加?xùn)艠O電壓加?xùn)艠O電壓11/6/202231.隧穿晶體管工作機制原理闡述對MOS管來說GN+N+特點：1.耗盡層電容為正；2.受溫度線性影響。對TFET來說11/6/202241.隧穿晶體管工作機制原理闡述特點：1.隧穿過程不受溫度的一級影響；2.要增大隧穿概率，需要：11/6/202252.隧穿晶體管的性能改良增大的方法1.減小柵氧厚度2.多柵與環(huán)柵11/6/202262.隧穿晶體管的性能改良增大的方法3.減少體厚：可以保證繼續(xù)減小柵長11/6/202272.隧穿晶體管的性能改良減小λ的方法1.高的摻雜濃度梯度；2.器件幾何結(jié)構(gòu)與尺寸：環(huán)柵、小的體厚；3.大的柵氧電容。4.窄的禁帶EgN-GN+P++在幾納米內(nèi)分出4、5個濃度數(shù)量級無摻雜區(qū)域λ1λ211/6/202282.隧穿晶體管的性能改良漏電流的產(chǎn)生漏電流的產(chǎn)生：降低摻雜濃度11/6/202292.隧穿晶體管的性能改良III-V族半導(dǎo)體柵極電壓Vg

如何有窄的Eg和有效質(zhì)量較小的載流子？GroupIII-V-semiconductor-based

TFETsSi、Ge是間接帶隙半導(dǎo)體，而GaAs、InAs、InSb等是直接帶隙半導(dǎo)體，可以提供較高的遷移率。11/6/2022102.隧穿晶體管的性能改良TFET的缺點缺點1：工作電流太小缺點2：工作頻率低可應(yīng)用于高溫中頻低功耗電路。11/6/2022113.述評與結(jié)論隧穿晶體管極限？1.TFET在一定的尺寸、摻雜條件下，其SS可以突破60mv/dec限制。2.TFET在小尺寸、低功耗、高溫等條件下對MOSFET有一定優(yōu)勢。3.采用Het-J-TFET可以顯著改善TFET的工作電流。在Ioff和Ion之間有較好的折中。4.TFET需要繼續(xù)增大其工作電流和工作頻率，才對現(xiàn)有的MOSFET有較大的替代優(yōu)勢。這需要更多的實驗分析和更普遍的器件模型。11/6/202212參考文獻[2]UygarE.Avci,IanAYoung,.HeterojunctionTFETscalingandresonant-TFETforsteepsubthresholdslopeatsub-9nmgate-length.[C].Vol[13],IEEEint.InternationalElectronDeviceMeeting,2013Vol[13]:96-100.[1]AdrianM.Ionescu,Heike.Riel,.Tunnelfield-effecttransistorsasenergy-efficientelectronicswitches[J].Nature,2011:Vol[479]329-337.[3]WeiCao,DebinaSarkar,YasinKhatami,JiahaoKang,KaustavBanerjee,.Subthreshold-swingphysicso