沟道长度及源/漏区掺杂浓度对MOS-CNTFET输运特性的影响

碳纳米管场效应晶体管电子输运性质是其结构参量(纵向结构参量:如CNT的直径、栅介质层厚度、介质介电常数等;横向结构参量:如沟道长度、源/漏区掺杂浓度等)的复杂函数。本论文在量子力学非平衡格林函数理论框架内,通过自洽求解泊松方程和薛定谔方程以得到MOS-CNTFET电子输运特性。在此基础上系统地研究了沟道长度及源/漏区掺杂浓度对MOS-CNTFET器件的漏极导通电流、关态泄漏电流、开关态电流比、阈值电压、亚阈值摆幅及双极性传导等输运性质的影响。结果表明:当沟道长度在15 nm以上时,上述各性质受沟道长度的影响均较小,而导通电流、开关态电流比及双极性传导特性与源/漏掺杂浓度的大小有关,开关态电流比与掺杂浓度正相关,导通电流及双极性导电特性与源/漏掺杂浓度负相关。当沟道长度小于15 nm时,随沟道长度减小,漏极导通电流呈增加趋势,但同时导致器件阈值电压及开关电流比减小,关态漏电流及亚阈值摆幅增大且双极性传导现象严重,短沟道效应增强,此时,通过适当降低源/漏掺杂区掺杂浓度,可一定程度地减弱MOS-CNTFET器件短沟道效应。