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Influence of trap-assisted tunneling on trap-assisted tunneling current in double gate tunnel field-effect transistor 被引量:1
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作者 蒋智 庄奕琪 +2 位作者 李聪 王萍 刘予琪 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第2期463-467,共5页
Trap-assisted tunneling(TAT) has attracted more and more attention, because it seriously affects the sub-threshold characteristic of tunnel field-effect transistor(TFET). In this paper, we assess subthreshold perf... Trap-assisted tunneling(TAT) has attracted more and more attention, because it seriously affects the sub-threshold characteristic of tunnel field-effect transistor(TFET). In this paper, we assess subthreshold performance of double gate TFET(DG-TFET) through a band-to-band tunneling(BTBT) model, including phonon-assisted scattering and acoustic surface phonons scattering. Interface state density profile(D_(it)) and the trap level are included in the simulation to analyze their effects on TAT current and the mechanism of gate leakage current. 展开更多
关键词 trap-assisted tunneling (TAT) tunnel field-effect transistors tfets optical phonon scattering (OP) acoustic phonon scattering (AP)
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High on-state current p-type tunnel effect transistor based on doping modulation
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作者 孙佳乐 张玉明 +4 位作者 吕红亮 吕智军 朱翊 潘禹澈 芦宾 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第7期577-581,共5页
To solve the problem of the low on-state current in p-type tunnel field-effect transistors(p-TFETs),this paper analyzes the mechanism of adjusting the tunneling current of a TFET device determined by studying the infl... To solve the problem of the low on-state current in p-type tunnel field-effect transistors(p-TFETs),this paper analyzes the mechanism of adjusting the tunneling current of a TFET device determined by studying the influence of the peak position of ion implantation on the potential of the p-TFET device surface and the width of the tunneling barrier.Doping-regulated silicon-based high on-state p-TFET devices are designed and fabricated,and the test results show that the on-state current of the fabricated devices can be increased by about two orders of magnitude compared with the current of other devices with the same structure.This method provides a new idea for the realization of high on-state current TFET devices. 展开更多
关键词 tunnel field-effect transistors(tfet) band-to-band tunneling(BTBT) on-state current doping modulation
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Design and Analysis of Graphene Based Tunnel Field Effect Transistor with Various Ambipolar Reducing Techniques
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作者 Puneet Kumar Mishra Amrita Rai +5 位作者 Nitin Sharma Kanika Sharma Nitin Mittal Mohd Anul Haq Ilyas Khan ElSayed M.Tag El Din 《Computers, Materials & Continua》 SCIE EI 2023年第7期1309-1320,共12页
The fundamental advantages of carbon-based graphene material,such as its high tunnelling probability,symmetric band structure(linear dependence of the energy band on the wave direction),low effective mass,and characte... The fundamental advantages of carbon-based graphene material,such as its high tunnelling probability,symmetric band structure(linear dependence of the energy band on the wave direction),low effective mass,and characteristics of its 2D atomic layers,are the main focus of this research work.The impact of channel thickness,gate under-lap,asymmetric source/drain doping method,workfunction of gate contact,and High-K material on Graphene-based Tunnel Field Effect Transistor(TFET)is analyzed with 20 nm technology.Physical modelling and electrical characteristic performance have been simulated using the Atlas device simulator of SILVACO TCAD with user-defined material syntax for the newly included graphene material in comparison to silicon carbide(SiC).The simulation results in significant suppression of ambipolar current to voltage characteristics of TFET and modelled device exhibits a significant improvement in subthreshold swing(0.0159 V/decade),the ratio of Ion/Ioff(1000),and threshold voltage(-0.2 V with highly doped p-type source and 0.2 V with highly doped n-type drain)with power supply of 0.5 V,which make it useful for low power digital applications. 展开更多
关键词 GRAPHENE tunnel field effect transistor(tfet) band to band tunnelling subthreshold swing
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Si–Ge based vertical tunnel field-effect transistor of junction-less structure with improved sensitivity using dielectric modulation for biosensing applications
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作者 Lucky Agarwal Varun Mishra +2 位作者 Ravi Prakash Dwivedi Vishal Goyal Shweta Tripathi 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第12期644-651,共8页
A dielectric modulation strategy for gate oxide material that enhances the sensing performance of biosensors in junction-less vertical tunnel field effect transistors(TFETs)is reported.The junction-less technique,in w... A dielectric modulation strategy for gate oxide material that enhances the sensing performance of biosensors in junction-less vertical tunnel field effect transistors(TFETs)is reported.The junction-less technique,in which metals with specific work functions are deposited on the source region to modulate the channel conductivity,is used to provide the necessary doping for the proper functioning of the device.TCAD simulation studies of the proposed structure and junction structure have been compared,and showed an enhanced rectification of 10^(4) times.The proposed structure is designed to have a nanocavity of length 10 nm on the left-and right-hand sides of the fixed gate dielectric,which improves the biosensor capture area,and hence the sensitivity.By considering neutral and charged biomolecules with different dielectric constants,TCAD simulation studies were compared for their sensitivities.The off-state current IOFFcan be used as a suitable sensing parameter because it has been observed that the proposed sensor exhibits a significant variation in drain current.Additionally,it has been investigated how positively and negatively charged biomolecules affect the drain current and threshold voltage.To explore the device performance when the nanogaps are fully filled,half filled and unevenly filled,extensive TCAD simulations have been run.The proposed TFET structure is further benchmarked to other structures to show its better sensing capabilities. 展开更多
关键词 biomolecules high-k dielectric junction-less vertical tunnel field effect transistor(tfet)
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n型纳米非对称DG-TFET阈值电压特性研究
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作者 李妤晨 沈路 +1 位作者 张鹤鸣 刘树林 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期585-591,共7页
n型纳米非对称双栅隧穿场效应晶体管(DG-TFET)速度快、功耗低,在高速低功耗领域具有很好的应用前景,但其阈值电压的表征及其模型与常规MOSFET不同。在深入研究n型纳米非对称DG-TFET的阈值特性基础上,通过求解器件不同区域电场、电势的方... n型纳米非对称双栅隧穿场效应晶体管(DG-TFET)速度快、功耗低,在高速低功耗领域具有很好的应用前景,但其阈值电压的表征及其模型与常规MOSFET不同。在深入研究n型纳米非对称DG-TFET的阈值特性基础上,通过求解器件不同区域电场、电势的方法,建立了n型纳米非对称DG-TFET器件阈值电压数值模型,探讨了器件材料物理参数以及漏源电压对阈值电压的影响,通过与Silvaco Atlas的仿真结果比较,验证了模型的正确性。研究表明,n型纳米非对称DG-TFET的阈值电压分别随着栅介质层介电常数的增加、硅层厚度的减薄以及源漏电压的减小而减小,而栅长对其阈值电压的影响有限。该研究对纳米非对称DG-TFET的设计、仿真及制造有一定的参考价值。 展开更多
关键词 双栅隧穿场效应晶体管(DG-tfet) 带带隧穿 亚阈值摆幅 阈值电压 纳米非对称结构
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基于FDSOI的TFET和MOSFET总剂量效应仿真
6
作者 陈治西 刘强 +4 位作者 任青华 刘晨鹤 赵兰天 俞文杰 闵嘉华 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第6期464-470,487,共8页
对基于全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)的隧穿场效应晶体管(TFET)器件和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件进行了总剂量(TID)效应仿真,基于两种器件不同的工作原理,研究了总剂量效应对两种器件造成的电学影响,分析了辐照前后TFET和MOS... 对基于全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)的隧穿场效应晶体管(TFET)器件和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件进行了总剂量(TID)效应仿真,基于两种器件不同的工作原理,研究了总剂量效应对两种器件造成的电学影响,分析了辐照前后TFET和MOSFET的能带结构、载流子密度等关键因素的变化。仿真结果表明:两种器件在受到较大辐射剂量时(1 Mrad (Si)),TFET受辐射引起的固定电荷影响较小,仍能保持较好的开关特性、稳定的阈值电压;而MOSFET则受固定电荷的影响较大,出现了背部导电沟道,其关态电流增加了几个数量级,开关特性发生了严重退化,阈值电压也严重地向负电压偏移。此外,TFET的开态电流会随着辐照剂量的增加而减小,这与MOSFET的表现恰好相反。因此TFET比MOSFET有更好的抗总剂量效应能力。 展开更多
关键词 隧穿场效应晶体管(tfet) 总剂量(TID)效应 开关特性 能带结构 阈值电压
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具有夹层的垂直U型栅极TFET的设计
7
作者 郭浩 朱慧珑 黄伟兴 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第7期532-538,共7页
通过使用工艺计算机辅助设计(TCAD)仿真技术提出了一种新型的带有夹层的垂直U型栅极隧穿场效应晶体管(TFET)结构。该器件是通过优化基于Ge的栅极金属核垂直纳米线TFET结构获得的。通过在沟道中增加重掺杂夹层,器件的平均亚阈值摆幅(SS_(... 通过使用工艺计算机辅助设计(TCAD)仿真技术提出了一种新型的带有夹层的垂直U型栅极隧穿场效应晶体管(TFET)结构。该器件是通过优化基于Ge的栅极金属核垂直纳米线TFET结构获得的。通过在沟道中增加重掺杂夹层,器件的平均亚阈值摆幅(SS_(avg))得到了改善;又通过改变器件的源极和漏极材料,器件的开关电流比(I_(on)/I_(off))得到了改善。对夹层的掺杂浓度和厚度以及沟道的高度也进行了优化。最终优化后的器件开态电流为220μA/μm,关态电流为3.08×10^(-10)μA/μm,SS_(avg)为8.6 mV/dec,表现出了优越的性能。与初始器件相比,该器件的SS_(avg)减小了77%,I_(on)/I_(off)增加了两个数量级以上。此外,提出了针对该器件的可行的制备工艺步骤。因此,认为该器件是在超低功耗应用中非常具有潜力的候选器件。 展开更多
关键词 隧穿场效应晶体管(tfet) Si_(0.3)Ge_(0.7) 带带隧穿(BTBT) 平均亚阈值摆幅 开关电流比
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Double-gate-all-around tunnel field-effect transistor
8
作者 张文豪 李尊朝 +1 位作者 关云鹤 张也非 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第7期449-453,共5页
In this work, a double-gate-all-around tunneling field-effect transistor is proposed. The performance of the novel device is studied by numerical simulation. The results show that with a thinner body and an additional... In this work, a double-gate-all-around tunneling field-effect transistor is proposed. The performance of the novel device is studied by numerical simulation. The results show that with a thinner body and an additional core gate, the novel device achieves a steeper subthreshold slope, less susceptibility to the short channel effect, higher on-state current, and larger on/off current ratio than the traditional gate-all-around tunneling field-effect transistor. The excellent performance makes the proposed structure more attractive to further dimension scaling. 展开更多
关键词 gate-all-around(GAA) tunnel field effect transistor(tfet drain induced barrier thinning(DIBT)
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Simulation study of device physics and design of GeOI TFET with PNN structure and buried layer for high performance
9
作者 王斌 胡晟 +3 位作者 冯越 李鹏 胡辉勇 舒斌 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第10期473-478,共6页
Large threshold voltage and small on-state current are the main limitations of the normal tunneling field effect transistor (TFET). In this paper, a novel TFET with gate-controlled P+N+N+ structure based on partially ... Large threshold voltage and small on-state current are the main limitations of the normal tunneling field effect transistor (TFET). In this paper, a novel TFET with gate-controlled P+N+N+ structure based on partially depleted GeOI (PD-GeOI) substrate is proposed. With the buried P+-doped layer (BP layer) introduced under P+N+N+ structure, the proposed device behaves as a two-tunneling line device and can be shut off by the BP junction, resulting in a high on-state current and low threshold voltage. Simulation results show that the on-state current density Ion of the proposed TFET can be as large as 3.4 × 10^−4 A/μm, and the average subthreshold swing (SS) is 55 mV/decade. Moreover, both of Ion and SS can be optimized by lengthening channel and buried P+ layer. The off-state current density of TTP TFET is 4.4 × 10^−10 A/μm, and the threshold voltage is 0.13 V, showing better performance than normal germanium-based TFET. Furthermore, the physics and device design of this novel structure are explored in detail. 展开更多
关键词 Ge-based tfet two line tunneling paths point tunneling on-state current density
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Characteristic enhancement in tunnel field-effect transistors via introduction of vertical graded source
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作者 吕智军 吕红亮 +5 位作者 张玉明 张义门 芦宾 朱翊 孟凡康 孙佳乐 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第5期540-545,共6页
A novel vertical graded source tunnel field-effect transistor(VGS-TFET)is proposed to improve device performance.By introducing a source with linearly graded component,the on-state current increases by more than two d... A novel vertical graded source tunnel field-effect transistor(VGS-TFET)is proposed to improve device performance.By introducing a source with linearly graded component,the on-state current increases by more than two decades higher than that of the conventional GaAs TFETs without sacrificing the subthreshold swing(SS)due to the improved band-to-band tunneling efficiency.Compared with the conventional TFETs,much larger drive current range can be achieved by the proposed VGS-TFET with SS below the thermionic limitation of 60 mV/dec.Furthermore,the minimum SS about 20 mV/dec indicates its promising potential for further ultralow power applications. 展开更多
关键词 vertical graded source band-to-band tunneling(BTBT) tunnel field-effect transistor(tfet)
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SOI基高响应度TFET探测器的设计与仿真
11
作者 王雪飞 谢生 +2 位作者 毛陆虹 王续霏 杜永超 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1-7,共7页
提出一种SOI基的新型隧穿场效应晶体管(TFET)探测器结构,将光电二极管与TFET结合,实现光信号的探测放大.光电二极管的正极与TFET的栅极互连,感光后光电二极管的光生电势调控TFET的沟道势垒,控制TFET的输出电流,实现光信号到电流信号的转... 提出一种SOI基的新型隧穿场效应晶体管(TFET)探测器结构,将光电二极管与TFET结合,实现光信号的探测放大.光电二极管的正极与TFET的栅极互连,感光后光电二极管的光生电势调控TFET的沟道势垒,控制TFET的输出电流,实现光信号到电流信号的转化.陡峭的亚阈值摆幅能有效放大输出电流,提高TFET探测器的响应度.应用SILVACO完成探测器结构和性能的模拟仿真.光电二极管的光生电势通过较薄的BOX区形成了TFET的底部栅压,增强了对沟道势垒的控制能力,增大了输出电流,结果表明,探测器对弱光具有较高的响应度,当入射光强小于10 mW/cm^2时,响应度可超过10^4 A/W.此外,通过调整光电二极管的反偏电压、在源区与沟道间插入n^+口袋等方法可显著提高探测器的输出电流和响应度. 展开更多
关键词 光电探测器 绝缘体上硅 隧穿场效应晶体管 响应度 弱光探测
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隧穿场效应晶体管的研究进展 被引量:3
12
作者 陶桂龙 许高博 +1 位作者 殷华湘 徐秋霞 《微纳电子技术》 北大核心 2018年第10期707-718,共12页
隧穿场效应晶体管(TFET)已成为低压低功耗半导体器件的一个重要发展方向,但是自身存在的问题使其目前难以在实际电路设计中得到大量应用,主要原因之一是其开态电流过小。对隧穿场效应晶体管进行了简要介绍,从其隧穿几率等方面对器... 隧穿场效应晶体管(TFET)已成为低压低功耗半导体器件的一个重要发展方向,但是自身存在的问题使其目前难以在实际电路设计中得到大量应用,主要原因之一是其开态电流过小。对隧穿场效应晶体管进行了简要介绍,从其隧穿几率等方面对器件的优化进行了分析。并综述了隧穿场效应晶体管的研究进展,包括基于传统Ⅳ族材料、Ⅲ-Ⅴ族材料以及GeSn材料等的隧穿场效应晶体管,并对基于负电容效应的铁电隧穿场效应晶体管进行了简要分析与介绍。然后,对隧穿场效应晶体管的改良与优化方向进行了简单总结,研究表明采用新材料或新结构的器件可极大地改善隧穿场效应晶体管的电学性能。 展开更多
关键词 低功耗器件 隧穿场效应晶体管(tfet) 开态电流 开关电流比 亚阈值摆幅
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一种新型非对称栅隧穿场效应晶体管 被引量:1
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作者 王艳福 王红茹 王颖 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期362-365,377,共5页
研究了一种新型非对称栅隧穿场效应晶体管(AG-TFET),新型结构结合了隧穿场效应晶体管陡峭的亚阈值摆幅与无结器件较大的开态电流的优点,其总电流大小受控于底部沟道势垒和p+区与本征沟道区形成的反偏p-i隧穿结处的带隙宽度以及电场强度... 研究了一种新型非对称栅隧穿场效应晶体管(AG-TFET),新型结构结合了隧穿场效应晶体管陡峭的亚阈值摆幅与无结器件较大的开态电流的优点,其总电流大小受控于底部沟道势垒和p+区与本征沟道区形成的反偏p-i隧穿结处的带隙宽度以及电场强度。使用Silvaco TCAD软件对器件性能进行了仿真,并对p+区厚度以及底栅栅介质二氧化铪的长度进行了优化。仿真结果表明:新型AG-TFET具有良好的电学特性,在室温下开关电流比可以达到3.3×1010,开态电流为302μA/μm,陡峭的亚阈值摆幅即点亚阈值摆幅为35 m V/dec,平均亚阈值摆幅为54 m V/dec。因此,该新型AG-TFET有望被应用在未来低功耗电路中。 展开更多
关键词 非对称栅 无结场效应晶体管(JLFET) 隧穿场效应晶体管(tfet) 亚阈值摆幅 开态电流
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一种新型石墨烯条带隧穿场效应管 被引量:1
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作者 孟雨 王晶 王高峰 《杭州电子科技大学学报(自然科学版)》 2018年第2期25-29,共5页
基于隧穿场效应管(TFET)P-I-N结构,考虑在源区与沟道之间施加一段与源区掺杂性质相反的高掺杂区(PNIN-TFET),加大源区到沟道的转变,提高TFET的开态电流。通过NanoTCAD ViDES软件计算石墨烯PNIN-TFET的开态电流、亚阈值摆幅等物理参数,... 基于隧穿场效应管(TFET)P-I-N结构,考虑在源区与沟道之间施加一段与源区掺杂性质相反的高掺杂区(PNIN-TFET),加大源区到沟道的转变,提高TFET的开态电流。通过NanoTCAD ViDES软件计算石墨烯PNIN-TFET的开态电流、亚阈值摆幅等物理参数,试验发现,采用PNIN结构并且利用有掺杂浓度梯度变化的漏区能提高TFET性能,经过优化,器件开态电流从4.15×10^(-7) A提高到2.32×10^(-6) A,泄漏电流从4.1×10^(-11) A降低到2.3×10^(-17) A,亚阈值摆幅从49.23mV/dec降低到26.15mV/dec。 展开更多
关键词 隧穿场效应管 PNIN-tfet 石墨烯 泄漏电流 开态电流 亚阈值摆幅
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一种新型高速嵌入式动态随机存储器
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作者 臧松干 王鹏飞 +3 位作者 林曦 刘昕彦 丁士进 张卫 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期50-53,共4页
基于二维器件模拟工具,研究了一种采用栅控二极管作为写操作单元的新型平面无电容动态随机存储器。该器件由一个n型浮栅MOSFET和一个栅控二极管组成。MOSFET的p型掺杂多晶硅浮栅作为栅控二极管的p型掺杂区,同时也是电荷存储单元。写&quo... 基于二维器件模拟工具,研究了一种采用栅控二极管作为写操作单元的新型平面无电容动态随机存储器。该器件由一个n型浮栅MOSFET和一个栅控二极管组成。MOSFET的p型掺杂多晶硅浮栅作为栅控二极管的p型掺杂区,同时也是电荷存储单元。写"0"操作通过正向偏置二极管实现,而写"1"操作通过反向偏置二极管,同时在控制栅上加负电压使栅控二极管工作为隧穿场效应晶体管(Tunneling FET)来实现。由于正向偏置二极管和隧穿晶体管开启时接近1μA/μm的电流密度,实现了高速写操作过程,而且该器件的制造工艺与闪烁存储器和逻辑器件的制造兼容,因此适合在片上系统(SOC)中作为嵌入式动态随机存储器使用。 展开更多
关键词 嵌入式动态随机存储器 栅控二极管 隧穿场效应晶体管
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量子效应和小型化对隧穿晶体管特性的影响
16
作者 姚成军 黄大鸣 +1 位作者 施道航 焦广泛 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期292-295,共4页
基于二维器件仿真工具,研究了量子效应和小型化对双栅隧穿场效应晶体管的特性和可靠性的影响。隧穿晶体管中的量子效应除了带间隧穿,还包括量子统计效应和垂直沟道方向的量子限制效应。研究表明,量子统计效应和量子限制效应对隧穿晶体... 基于二维器件仿真工具,研究了量子效应和小型化对双栅隧穿场效应晶体管的特性和可靠性的影响。隧穿晶体管中的量子效应除了带间隧穿,还包括量子统计效应和垂直沟道方向的量子限制效应。研究表明,量子统计效应和量子限制效应对隧穿晶体管的电流电压特性,特别是正偏压温度不稳定性(PBTI)是非常重要的。另外,随着沟道长度和体硅厚度的缩小,隧穿晶体管的电流电压特性和可靠性都得到了改善,但在保持相同等效氧化层厚度的情况下,使用高介电常数的栅介质不会改善器件的电流电压特性及可靠性。 展开更多
关键词 隧穿场效应晶体管 量子效应 可靠性
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一种新型隧穿场效应晶体管
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作者 卜建辉 许高博 +4 位作者 李多力 蔡小五 王林飞 韩郑生 罗家俊 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第3期185-188,共4页
提出了一种新型隧穿场效应晶体管(TFET)结构,该结构通过在常规TFET靠近器件栅氧化层一侧的漏-体结界面引入一薄层二氧化硅(隔离区),从而减小甚至阻断反向栅压情况下漏端到体端的带带隧穿(BTBT),减弱TFET的双极效应,实现大幅度降低器件... 提出了一种新型隧穿场效应晶体管(TFET)结构,该结构通过在常规TFET靠近器件栅氧化层一侧的漏-体结界面引入一薄层二氧化硅(隔离区),从而减小甚至阻断反向栅压情况下漏端到体端的带带隧穿(BTBT),减弱TFET的双极效应,实现大幅度降低器件泄漏电流的目的。利用TCAD仿真工具对基于部分耗尽绝缘体上硅(PDSOI)和全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)的TFET和新型TFET结构进行了仿真与对比。仿真结果表明,当隔离区宽度为2 nm,高度大于10 nm时,可阻断PDSOI TFET的BTBT,其泄漏电流下降了4个数量级;而基于FDSOI的TFET无法彻底消除BTBT和双极效应,其泄漏电流下降了2个数量级。因此新型结构更适合于PDSOI TFET。 展开更多
关键词 隧穿场效应晶体管(tfet) 绝缘体上硅(SOI) 泄漏电流 带带隧穿(BTBT) 双极效应
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Quantum simulation study of double gate hetero gate dielectric and LDD doping graphene nanoribbon p–i–n tunneling FETs 被引量:2
18
作者 王伟 岳工舒 +2 位作者 杨晓 张露 张婷 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 2014年第6期47-52,共6页
We perform a theoretical study of the effects of the lightly doped drain (LDD) and high-k dielectric on the performances of double gate p-i-n tunneling graphene nanoribbon field effect transistors (TFETs). The mod... We perform a theoretical study of the effects of the lightly doped drain (LDD) and high-k dielectric on the performances of double gate p-i-n tunneling graphene nanoribbon field effect transistors (TFETs). The models are based on non-equilibrium Green's functions (NEGF) solved self-consistently with 3D-Poisson's equations. For the first time, hetero gate dielectric and single LDD TFETs (SL-HTFETs) are proposed and investigated. Simulation results show SL-HTFETs can effectively decrease leakage current, sub-threshold swing, and increase on-off current ratio compared to conventional TFETs and Si-based devices; the SL-HTFETs from the 3p + 1 family have better switching characteristics than those from the 3p family due to smaller effective masses of the former. In addition, comparison of scaled performances between SL-HTFETs and conventional TFETs show that SL-HTFETs have better scaling properties than the conventional TFETs, and thus could be promising devices for logic and ultra-low power applications. 展开更多
关键词 GNRFETs non-equilibrium Green's functions (NEGF) p-i-n tunneling field-effect transistor(tfet GNR width lightly doped drain hetero gate dielectric
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基于隧穿机理的石墨烯纳米带准一维器件设计
19
作者 刘安琪 吕亚威 +3 位作者 常胜 黄启俊 王豪 何进 《微纳电子技术》 北大核心 2018年第8期537-543,共7页
隧穿场效应晶体管(TFET)在低功耗领域具有很好的应用前景,以优化新型准一维TFET为目的,通过数值仿真研究了以石墨烯纳米带(GNR)为沟道材料的准一维TFET以及受器件尺寸和掺杂浓度控制的器件输运特性及开态和关态电流。以能带调控理... 隧穿场效应晶体管(TFET)在低功耗领域具有很好的应用前景,以优化新型准一维TFET为目的,通过数值仿真研究了以石墨烯纳米带(GNR)为沟道材料的准一维TFET以及受器件尺寸和掺杂浓度控制的器件输运特性及开态和关态电流。以能带调控理论结合局域态密度与电流谱密度间的关系为手段对隧穿效应的机理进行了详细的探讨,分析了禁带宽度、栅覆盖范围、沟道长度和源漏掺杂浓度4个变量对输运过程的影响,进而确定了其对器件性能影响的变化趋势,并总结了相应原则,得到了有利于提高驱动能力、降低静态功耗以及满足数字电路一般性要求的准一维器件的设计策略。这一研究可为基于准一维材料的TFET的设计提供参考,推动基于平面材料的新型器件的发展。 展开更多
关键词 隧穿场效应晶体管(tfet) 准一维材料 石墨烯纳米带(GNR) 隧穿机理 开关电流比(Ion/Ioff)
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基于杂质分凝技术的隧穿场效应晶体管电流镜
20
作者 陈玲丽 刘畅 +4 位作者 刘强 赵兰天 刘晨鹤 朱宇波 俞文杰 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第5期365-369,401,共6页
在全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)衬底上制备了一种新型隧穿场效应晶体管(TFET),并用相似的工艺方法制备金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)作为比较,分别基于两种器件构成基本电流镜电路,研究两种器件的基本性能和电路电流传输能力。两... 在全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)衬底上制备了一种新型隧穿场效应晶体管(TFET),并用相似的工艺方法制备金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)作为比较,分别基于两种器件构成基本电流镜电路,研究两种器件的基本性能和电路电流传输能力。两种器件均采用杂质分凝技术制备,在源漏与沟道的界面形成了陡峭的杂质分布,TFET也因此具备陡峭的隧穿结。两种器件的载流子输运机制不同,因此温度对电流的影响也不同,此外,不同于MOSFET的单极导通行为,TFET由于源漏两端均为重掺杂,表现为强烈的双极导通行为。测试发现,由TFET构成的电流镜电路的电流传输比高达97%,高于一般的TFET电流镜和实验中用于对比的MOSFET电流镜,且TFET电流镜的输出阻抗较高,约1 MΩ。这为TFET的研发与简单应用提供了参考。 展开更多
关键词 隧穿场效应晶体管(tfet) 杂质分凝 电流镜 电流传输比 双极导通行为
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