采用基于有效質量近似的多子帶、多能谷系綜蒙特卡洛方法,考慮納米尺度MOSFET溝道二維電子氣中實際存在的多種散射機制,模擬InGaAs肖特基源漏MOSFET。結果顯示,在穩(wěn)態(tài)下,散射雖然改變了InGaAs肖特基源漏MOSFET溝道中溝道電勢、電子濃度和速度的分布,但對InGaAs肖特基源漏MOSFET的輸出特性和轉移特性影響較小;而在施加階躍漏端電壓時,散射的存在增加了過沖電流的峰值和轉換時間,降低了器件的截止頻率。 

【文章來源】：北京大學學報(自然科學版). 2020年06期 北大核心

【文章頁數】：9 頁

【部分圖文】：

肖特基源漏雙柵MOSFET

圖4給出不同柵長的In Ga As肖特基源漏MOS-FET在彈道和有散射情況下的輸出與轉移特性曲線。由圖4(a)可見,在較低的源漏偏壓下,散射對Ids的影響顯著;而在高源漏偏壓下,散射的存在對漏端電流幾乎沒有影響。仿真器件的Ids沒有顯示出隨柵長減小而增加,這是由于更長的柵具有對源端隧穿勢壘更強的控制能力。用考慮散射時的Ids與無散射時的Ids的比值Ids,scattering/Ids,ballistic表示器件的彈道因子。圖5為不同柵長的In Ga As肖特基源漏MOSFET彈道因子隨Vds的變化�？梢钥闯�,彈道因子隨Vds的增大而增大,在Vds=0.6 V以上時,器件的彈道因子接近1。圖6給出不同溝長時,高(1.0 V)、低(0.2 V) Vds下器件中溝道中央電勢分布和載流子平均漂移速度的分布�？梢钥闯�,散射明顯地減小了溝道中電子的平均漂移速度。在高Vds下,無論是20 nm的器件還是60 nm的器件,盡管散射使電子平均漂移速度減小,但源端勢壘并沒有因為散射的存在而發(fā)生較大的變化,源端隧穿注入基本上不變,器件具有接近1的彈道因子。在低Vds下,器件中電子平均漂移速小,電子濃度高,散射造成的電子漂移速度和濃度分布的改變造成源端肖特基勢壘展寬,特別是在柵長為20 nm,柵對溝道的控制比60 nm更弱時。因此,在Vds=0.2V時,器件的彈道因子較低。

圖6給出不同溝長時,高(1.0 V)、低(0.2 V) Vds下器件中溝道中央電勢分布和載流子平均漂移速度的分布�？梢钥闯�,散射明顯地減小了溝道中電子的平均漂移速度。在高Vds下,無論是20 nm的器件還是60 nm的器件,盡管散射使電子平均漂移速度減小,但源端勢壘并沒有因為散射的存在而發(fā)生較大的變化,源端隧穿注入基本上不變,器件具有接近1的彈道因子。在低Vds下,器件中電子平均漂移速小,電子濃度高,散射造成的電子漂移速度和濃度分布的改變造成源端肖特基勢壘展寬,特別是在柵長為20 nm,柵對溝道的控制比60 nm更弱時。因此,在Vds=0.2V時,器件的彈道因子較低。圖6 肖特基晶體管的溝道中央電勢分布和平均漂移速度分布


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