本文關鍵詞：關于高性能硅基TFET晶體管的研究與結構優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微電子技術的發(fā)展已經(jīng)進入了納米級尺寸,短溝道效應與高頻高速寄生效應等問題的出現(xiàn)使得傳統(tǒng)的集成電路技術越來越難以滿足電子工業(yè)發(fā)展的要求,尤其是日益嚴重的電路功耗問題帶來的挑戰(zhàn)已經(jīng)成為延續(xù)摩爾定律的最大障礙。為解決目前IC發(fā)展道路上遇到的功耗限制問題,學術界提出了一種PIN型隧穿場效應管來代替現(xiàn)有MOSFETs技術,由于其可實現(xiàn)比傳統(tǒng)CMOS器件更陡峭的亞閾值特性,目前已成為了研究熱點。本文正是圍繞這一熱點問題所展開的研究。通過將隧穿晶體管原理(帶帶隧穿)與MOSFET管的工作原理(載流子的擴散與漂移)進行比對,得出二者的優(yōu)缺點。本文以隧穿場效應晶體管為研究對象,詳細的分析了器件的工作機制,改進器件的結構參數(shù),并且提出了改善器件輸出轉移特性的新型隧穿晶體管器件結構。具體研究方法和成果主要包括隧穿場效應管器件工作機理及基本輸出轉移特性研究。在分析構成PIN隧穿場效應管基本結構的基礎上,利用Silvaco軟件的TCAD工具,深入系統(tǒng)地研究了其工作原理和基本輸出轉移特性。研究結果表明,基于PIN結構的隧穿場效應晶體管利用帶帶隧穿原理,通過柵極電壓調節(jié)勢壘區(qū)的能帶結構,進一步增大載流子隧穿幾率,最終實現(xiàn)器件工作狀態(tài)的改變�；谒泶﹫鲂艿墓ぷ鳈C制,提出并采用分區(qū)求解不同區(qū)域電場、電勢的方法,探討了源區(qū)、漏區(qū)、本征區(qū)摻雜濃度、絕緣層介電常數(shù)等器件物理參數(shù)對輸出轉移特性的影響。并對隧穿場效應晶體管的結構參數(shù)進行了優(yōu)化。利用Silvaco Atlas分析了器件的結構參數(shù)與器件電學特性的關系,提出了隧穿場效應晶體管的性能優(yōu)化方案。通過采用高摻雜濃度的源區(qū)、低摻雜濃度的漏區(qū),使用高介電常數(shù)和低介電常數(shù)的混合絕緣層材質、PI結勢壘區(qū)平行于柵極金屬邊緣,利用金屬源區(qū)等等措施使得隧穿場效應管的電學特性表現(xiàn)最佳。綜上所述,本論文對隧穿場效應晶體管做了細致深入的研究,并針對這種器件存在的問題提出結構改進方案,對于提升隧穿場效應晶體管的工作特性具有一定意義。
【關鍵詞】：隧穿場效應晶體管 隧穿幾率 亞閾值擺幅
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN386
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 引言9-12
• 1.2 論文課題研究的意義12
• 1.3 本課題的主要工作12-14
• 第2章 傳統(tǒng)半導體晶體管的簡介14-19
• 2.1 PN二極管的結構和工作原理14-15
• 2.1.1 PN二極管的基本結構14
• 2.1.2 PN二極管的基本工作原理14-15
• 2.2 MOSFET晶體管15-19
• 2.2.1 MOSFET的基礎理論15
• 2.2.2 MOSFET管子的基本結構和工作原理15-16
• 2.2.3 MOSFET的亞閾值特性16-19
• 第3章 隧穿效應及TFET器件基本結構19-24
• 3.1 隧穿效應19
• 3.2 隧穿幾率19-21
• 3.3 TFET基本結構21-24
• 第4章 TFET器件性能分析與結構優(yōu)化24-51
• 4.1 源、漏、本征區(qū)濃度參數(shù)對電學特性的影響24-29
• 4.2 柵極寬度變化對隧穿場效應晶體管電學特性的影響29-34
• 4.3 使用不同介電常數(shù)絕緣材料對隧穿場效應晶體管進行優(yōu)化34-40
• 4.4 PI結勢壘區(qū)平行于柵極邊緣對隧穿場效應晶體管性能的影響40-45
• 4.5 利用金屬源區(qū)改進隧穿場效應晶體管的電學特性45-48
• 4.6 本章小結48-51
• 第5章 結論51-53
• 參考文獻53-56
• 在學研究成果56-57
• 致謝57

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 Paul O’Shea;;研究者用碳60制造出高性能場效應晶體管[J];今日電子;2008年04期

2 江興;;研究者用碳60制造出高性能場效應晶體管[J];半導體信息;2008年04期

3 孫再吉;;碳60制作的高性能場效應晶體管[J];半導體信息;2008年05期

4 ;科學家開發(fā)新超導場效應晶體管[J];光機電信息;2011年05期

5 鄭冬冬;;美研制出新式超導場效應晶體管[J];半導體信息;2011年03期

6 武建國;;貼片場效應晶體管工作原理及檢測(上)[J];家電檢修技術;2011年21期

7 武建國;;貼片場效應晶體管工作原理及檢測(下)[J];家電檢修技術;2011年23期

8 ;美科學家構造出一個超薄超導場效應晶體管[J];電子產品可靠性與環(huán)境試驗;2012年06期

9 徐烽;;作開關用的場效應晶體管[J];半導體情報;1971年01期

10 David M.Miller ,Robert G.Meyer ,余玉龍;場效應晶體管的非線性與交擾調制[J];科技譯報;1972年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳永真;;新型高耐壓大功率場效應晶體管[A];新世紀 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術產業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

2 陶春蘭;董茂軍;張旭輝;張福甲;;并五苯場效應晶體管的研制[A];第六屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（2）[C];2007年

3 張亞杰;湯慶鑫;胡文平;李洪祥;;有機-無機復合單晶場效應晶體管[A];中國化學會第26屆學術年會有機固體材料分會場論文集[C];2008年

4 黃學斌;朱春莉;郭云龍;張仕明;劉云圻;占肖衛(wèi);;卟啉-三并噻吩共軛聚合物的合成及其場效應晶體管特性[A];中國化學會第26屆學術年會有機固體材料分會場論文集[C];2008年

5 趙廣耀;董煥麗;江浪;趙華平;覃翔;胡文平;;并五苯類似物單晶場效應晶體管及其在乙醇氣體探測中的應用[A];第十六屆全國晶體生長與材料學術會議論文集-08納米晶體及其表征[C];2012年

6 張亞杰;董煥麗;胡文平;;基于酞菁銅有機單晶微納米帶的雙極性場效應晶體管及化學傳感器[A];全國第八屆有機固體電子過程暨華人有機光電功能材料學術討論會摘要集[C];2010年

7 溫雨耕;狄重安;吳衛(wèi)平;郭云龍;孫向南;張磊;于貴;劉云圻;;硫醇修飾對N-型傒酰亞胺場效應晶體管性能的影響[A];全國第八屆有機固體電子過程暨華人有機光電功能材料學術討論會摘要集[C];2010年

8 劉南柳;周焱;彭俊彪;裴堅;王堅;;提拉法制備圖案化有機納米線場效應晶體管[A];全國第八屆有機固體電子過程暨華人有機光電功能材料學術討論會摘要集[C];2010年

9 于海波;田孝軍;于鵬;董再勵;;碳納米管場效應晶體管的自動化裝配方法研究[A];2008’“先進集成技術”院士論壇暨第二屆儀表、自動化與先進集成技術大會論文集[C];2008年

10 呂琨;狄重安;劉云圻;于貴;邱文豐;;基于并三噻吩共聚物的空氣穩(wěn)定的OFET研究[A];中國化學會第26屆學術年會有機固體材料分會場論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 記者 劉霞;美研制出新式超導場效應晶體管[N];科技日報;2011年

2 劉霞;隧道場效應晶體管可為計算機節(jié)能99%[N];科技日報;2011年

3 記者 吳長鋒 通訊員 楊保國;我科學家成功制備二維黑磷場效應晶體管[N];科技日報;2014年

4 湖南 黃金貴 編譯;場效應晶體管傳感器的偏置點電路[N];電子報;2013年

5 成都 史為 編譯;場效應晶體管和晶體三極管[N];電子報;2013年

6 張弛;芯片巨頭合力研究“零待機”芯片[N];網(wǎng)絡世界;2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 肖永光;鐵電場效應晶體管的保持性能與負電容效應研究[D];湘潭大學;2013年

2 劉林盛;場效應晶體管的大信號模型研究[D];電子科技大學;2011年

3 劉一陽;并五苯類有機小分子場效應晶體管材料的合成與器件制備[D];蘭州大學;2010年

4 塔力哈爾·夏依木拉提;酞菁銅單晶微納場效應晶體管在氣體傳感器中的應用基礎研究[D];東北師范大學;2013年

5 陶春蘭;并五苯性質的研究及其場效應晶體管的研制[D];蘭州大學;2009年

6 蔡彬;新型氧化錫微納單晶場效應晶體管的設計及其在氣體傳感領域中的應用[D];東北師范大學;2014年

7 王偉;有機薄膜場效應晶體管、發(fā)光和顯示驅動[D];吉林大學;2006年

8 焦廣泛;隧穿場效應晶體管和InGaAs場效應晶體管的可靠性研究[D];復旦大學;2012年

9 楊茹;垂直溝道偶載場效應晶體管（VDCFET）的研究[D];北京師范大學;2004年

10 李建豐;有機功能材料蒽偶低聚物的合成及其場效應晶體管的研究[D];蘭州大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田小婷;GaSb/InAs異質結隧穿場效應晶體管的性能分析[D];內蒙古大學;2015年

2 曹露雅;有機雙極型薄膜場效應晶體管的制備和應用[D];蘭州大學;2015年

3 鄒素芬;新型有機小分子場效應晶體管器件的制備及性能研究[D];杭州師范大學;2015年

4 史柯利;聚合物場效應晶體管的制備以及性能研究[D];北京化工大學;2015年

5 李圣威;三柵場效應晶體管（FinFET）電學特性的建模與仿真[D];復旦大學;2014年

6 陳玉成;基于并五苯的有機光敏場效應晶體管的性能研究[D];電子科技大學;2014年

7 秦亞;基于鐵電場效應晶體管的基本門電路及靈敏放大器的TCAD模擬[D];湘潭大學;2015年

8 吳傳祿;電離輻射對MFIS型鐵電場效應晶體管電學性能的影響[D];湘潭大學;2015年

9 彭龍;雙柵隧穿場效應晶體管的模型研究[D];湘潭大學;2015年

10 李凱;基于鐵電場效應晶體管的查找表的設計與仿真[D];湘潭大學;2015年

  本文關鍵詞：關于高性能硅基TFET晶體管的研究與結構優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：308759