凝聚态物理隧穿晶体管.ppt

凝聚态物理隧穿晶体管主要内容2024/9/621.隧穿晶体管工作机制2024/9/63原理阐述 G N+ N+P掺杂1.2V1.2V N- G N+ P++1.2V1.2V关断状关断状态关断状关断状态加加栅极极电压加加栅极极电压1.隧穿晶体管工作机制2024/9/64原理阐述对MOS管来管来说 G N+ N+特点：特点：1.耗尽耗尽层电容容为正；正；2.受温度受温度线性影响对TFET来来说1.隧穿晶体管工作机制2024/9/65原理阐述特点：特点：1.隧穿隧穿过程不受温度的一程不受温度的一级影响影响 ；；2.要增大隧穿概率，需要：要增大隧穿概率，需要：2.隧穿晶体管的性能改良2024/9/66增大     的方法1.减小减小栅氧厚度氧厚度2.多多栅与与环栅2.隧穿晶体管的性能改良2024/9/67增大     的方法3.减少体厚：减少体厚：可以保可以保证继续减减小小栅长2.隧穿晶体管的性能改良2024/9/68减小λ的方法1.高的高的掺杂浓度梯度；度梯度；2.器件几何器件几何结构与尺寸：构与尺寸：环栅、小的体厚；、小的体厚；3.大的大的栅氧氧电容。

容4.窄的禁窄的禁带Eg N- G N+ P++在几在几纳米内米内分出分出4、、5个个浓度数量度数量级无无掺杂区域区域λ1λ22.隧穿晶体管的性能改良2024/9/69漏电流的产生漏漏电流的流的产生：生：降低降低掺杂浓度度2.隧穿晶体管的性能改良2024/9/610III-V族半导体栅极极电压Vg 如何有窄的如何有窄的Eg和有和有效效质量量较小的小的载流流子？子？Group III-V-semiconductor-based TFETsSi、、Ge是是间接接带隙半隙半导体，而体，而GaAs、、InAs、、InSb等是直接等是直接带隙半隙半导体，体，可以提供可以提供较高的迁移率高的迁移率2.隧穿晶体管的性能改良2024/9/611TFET的缺点缺点缺点1：工作：工作电流太小流太小缺点缺点2：工作：工作频率低率低可可应用于高温中用于高温中频低低功耗功耗电路3.述评与结论2024/9/612隧穿晶体管极限？1.TFET在一定的尺寸、在一定的尺寸、掺杂条件下，其条件下，其SS可以突破可以突破60mv/dec限制2.TFET在小尺寸、低功耗、高温等条件在小尺寸、低功耗、高温等条件下下对MOSFET有一定有一定优势。

3.采用采用Het-J-TFET可以可以显著改善著改善TFET的的工作工作电流在Ioff和和Ion之之间有有较好的折好的折中4.TFET需要需要继续增大其工作增大其工作电流和工作流和工作频率，才率，才对现有的有的MOSFET有有较大的替大的替代代优势这需要更多的需要更多的实验分析和更普分析和更普遍的器件模型遍的器件模型参考文献2024/9/613[2] Uygar E. Avci,Ian A Young,. Heterojunction TFET scaling and resonant-TFET for steep subthreshold slope at sub-9nm gate-length. [C].Vol[13], IEEE int. International Electron Device Meeting, 2013Vol[13]:96-100.[1] Adrian M. Ionescu, Heike. Riel,. Tunnel field-effect transistors as energy-efficient electronic switches[J]. Nature, 2011:Vol[479] 329-337.[3] Wei Cao, Debina Sarkar, Yasin Khatami, Jiahao Kang, Kaustav Banerjee,. Subthreshold-swing physics of tunnel field-effect transistors. [C] AIP advances. 2014(067141).谢 谢 ！！。