非对称HALO-LDD掺杂石墨烯纳米条带场效应管的电学特性研究(英文)

随着器件沟道尺寸的不断缩小,短沟道效应(SCE)和漏致势垒降低效应(DIBL)对常规类MOSFET结构的石墨烯纳米条带场效应管(GNRFET)影响变大,从而引起器件性能下降。文中提出了一种新型采用非对称HALO-LDD掺杂结构的GNRFET,其能够有效抑制器件中SCE和DIBL,改善器件性能。并采用一种量子力学模型研究GNRFET的电学特性,该模型基于二维NEGF(非平衡格林函数)方程和Poisson方程自洽全量子数值解。结合器件的工作原理,研究了GNRFET的电学特性和器件结构尺寸效应,通过与采用其他掺杂结构的GNRFET的电学特性对比分析,发现这种掺杂结构的石墨烯纳米条带场效应管具有更低的泄漏电流。

基于非对称掺杂策略的GNRFET电学特性研究

基于量子力学非平衡Green函数理论框架,在开放边界条件下,通过自洽求解三维Poisson和Schrdinger方程,构建了适用于非均匀掺杂的石墨烯场效应管的输运模型。并利用该模型分析计算采用非对称HALO-LDD掺杂策略的石墨烯纳米条带场效应管(GNRFET)的电学特性。通过与采用其他掺杂策略的GNRFET的输出特性、转移特性、开关电流比、亚阈值摆幅、阈值电压漂移等电学特性对比分析,发现这种掺杂结构的石墨烯场效应管具有更大的开关电流比、更低的泄漏电流、更小的亚阈值摆幅和阈值电压漂移,表明采用非对称HALO-LDD掺杂策略的GNRFET具有更好的栅控能力,能够有效的抑制短沟道效应和热载流子效应。