围栅硅纳米线MOSFET器件的仿真研究

随着大规模集成电路的发展,IC工艺特征尺寸逐渐进入了纳米量级,与此伴随而生了不可避免的短沟道效应(SCE)如:漏至势垒降低效应、阈值电压滚降效应、亚阈斜率退化等。围栅硅纳米线MOSFET(GAA-MOSFETS)器件具有优良的栅控能力和载流子输运特性,被视为可以将器件尺寸缩小到极限尺寸的理想器件结构。通过将量子运输效应应用到器件建模中,针对P型GAAMOSFET器件展开研究,探讨了GAA-MOSFET器件的能带结构、沟道直径等参数对阈值电压、亚阈值摆幅等参数的影响,并利用Silvaco TCAD软件的数值计算来对GAA-MOSFET器件结构与性能进行仿真验证。

室温似单电子晶体管高电流分析

在实验中观察到纳米线金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)室温下出现Ⅰ-Ⅴ高电流似单电子库仑阻塞特性。分析了这一现象产生的机理,提出了似单电子库仑阻塞模型,认为纳米线晶体中的结构发生变化,造成特殊的"岛",电子在耦合机制的作用下,形成类似的库伯电子对,在"岛"上实现似单电子隧穿。这时,库仑阻塞效应的机制由单电子变成成对的多电子,这可造成充电能增大,在室温下隧穿。由于耦合电子对的出现,随栅压加大,使电子隧穿时,既可实现库仑阻塞,又使电流加大,室温下出现高电流台阶。