双栅负电容隧穿场效应晶体管的仿真

作者：马师帅; 朱慧珑; 黄伟兴

来源：半导体技术, 2020, 45(08): 609-616.

DOI：10.13290/j.cnki.bdtjs.2020.08.006

• 隧穿场效应晶体管(TFET)
• 负电容(NC)
• Landau-Khalatnikov(LK)模型
• 电流开关比
• 亚阈值摆幅

介绍了一种锗硅(Si1-xGex)沟道双栅(DG)负电容(NC)隧穿场效应晶体管(TFET),在Sentaurus TCAD软件中通过耦合Landau-Khalatnikov(LK)模型的方法对器件进行了仿真。首先分析了沟道中锗摩尔分数对DG TFET性能的影响。在DG TFET的基础上引入负电容结构得到DG NC TFET,并通过耦合LK模型的方法对不同铁电层厚度的DG NC TFET进行了仿真研究。最后,从能带图和带间隧穿概率的角度分析了负电容效应对器件性能的影响。仿真结果显示,在Si0.6Ge0.4沟道DG TFET基础上引入9 nm铁电层厚度的负电容结构之后,DG NC TFET的开态电流从1.3μA(0.65μA/μm)提高到了29μA(14.5μA/μm),同时有7个源漏电流量级的亚阈值摆幅小于60 mV/dec。

• 单位
  中国科学院微电子研究所; 中国科学院大学