具有夹层的垂直U型栅极TFET的设计

作者：郭浩; 朱慧珑; 黄伟兴

来源：半导体技术, 2021, 46(07): 532-538.

DOI：10.13290/j.cnki.bdtjs.2021.07.007

• 隧穿场效应晶体管(TFET)
• Si0.3Ge0.7
• 带带隧穿(BTBT)
• 平均亚阈值摆幅
• 开关电流比

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(SSavg)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(Ion/Ioff)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,SSavg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SSavg减小了77%,Ion/Ioff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。

• 单位
  中国科学技术大学; 中国科学院微电子研究所