三维晶体管和后CMOS器件的进展

2012年当量产的集成电路的特征尺寸进入22 nm时,三维晶体管新结构成为纳电子发展的主流,标志纳电子学的发展由应力Si时代进入三维晶体管时代。介绍了多栅晶体管的发展过程,包括双栅、鳍栅、Pi型栅、Ω型栅、三栅和环形栅等FET关键技术的突破和由于栅极控制沟道电子能力增加而导致的器件性能的改善。同时,还介绍了后CMOS器件的新进展,包含InGaAs n沟道鳍栅FET、环栅纳米线FET、Ge n/p沟道鳍栅FET、碳纳米管FET、石墨烯FET、隧穿FET、单电子晶体管和自旋电子学等,以及后CMOS器件的评定和终结CMOS器件模型。

量子点浮置栅量子线沟道三栅结构单电子场效应管存储特性的数值模拟

通过建立二维薛定谔方程和泊松方程数值模型,对基于硅量子点浮置栅和硅量子线沟道三栅结构单电子场效应管(FET)存储特性进行了研究.通过在不同尺寸、栅压和不同写入电荷条件下,对硅量子线沟道中电子浓度的二维有限元自洽数值求解,研究了在纳米尺度下硅量子线沟道中量子限制效应和电荷分布对于器件特性的影响.模拟结果发现,沟道的导通阈值电压随着尺寸的缩小而提高,并随浮置栅内存储的电子数目的增加而明显升高.然而,这样的增加趋势在受到纳米尺度沟道中高电荷密度的影响下将出现非线性饱和趋势.进一步研究发现,当沟道尺寸较小时,沟道内的强量子限制效应能够有效地抑制非线性饱和趋势.另外,由于沟道阈值电压偏移量能灵敏地反映出浮置栅内电子数目的变化,这也为多值存储功能提供了可能.