發(fā)布時(shí)間：2018-10-08 19:11

【摘要】：集成電路的最小核心單元結(jié)構(gòu)是晶體管，其尺寸的不斷縮小是集成電路技術(shù)發(fā)展的源動(dòng)力，也是微電子科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展主流，其目的是為實(shí)現(xiàn)高性能，低運(yùn)行功率，低待機(jī)功耗和高集成度。然而，在深亞微米（小于100納米）或納米級(jí)（十幾個(gè)或幾個(gè)納米）領(lǐng)域，，一些常規(guī)尺寸工藝下所不存在的負(fù)面效應(yīng)隨之而來，隨著尺寸的縮小，閾值電壓下降，亞閾值擺幅退化，漏感應(yīng)勢(shì)壘降低，溝道隨機(jī)摻雜引發(fā)的器件特性的波動(dòng)，電隧穿導(dǎo)致的泄漏電流，結(jié)處帶帶隧穿等，對(duì)集成電路的性能和可靠性將產(chǎn)生嚴(yán)重影響。 本文介紹了PN結(jié)隧穿原理（帶帶隧穿），MOSFET的工作原理（載流子的擴(kuò)散與漂移）與優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)傳統(tǒng)的PIN隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管（TFET）進(jìn)行研究，并根據(jù)隧穿幾率的影響因子來研究器件結(jié)構(gòu)和參數(shù)對(duì)TFET性能的影響，通過改變絕緣層材料和厚度，源極和漏極的摻雜濃度以及源區(qū)向溝道延伸的結(jié)構(gòu)來對(duì)器件進(jìn)行優(yōu)化，并用silvaco仿真軟件對(duì)各種結(jié)構(gòu)和參數(shù)的PINTFET進(jìn)行仿真比較，完成對(duì)傳統(tǒng)PINTFET結(jié)構(gòu)和參數(shù)上的優(yōu)化，這種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)相比于傳統(tǒng)的PIN結(jié)構(gòu)，開啟電流可提高約6000倍，反向電流可降低至50000倍甚至更低，亞閾值擺幅（SS）低于60mv/dec。TFET在功耗，開關(guān)轉(zhuǎn)換，尺寸等方面的特性是優(yōu)于MOSFET的。
[Abstract]:The smallest core unit structure of integrated circuit is transistor. The decreasing of its size is the source power of the development of integrated circuit technology and the mainstream of microelectronics science and technology. Its purpose is to achieve high performance and low running power. Low standby power and high integration. However, in deep submicron (less than 100 nanometers) or nanoscale (a dozen or several nanometers), negative effects that do not exist in some conventional size processes follow, and as the size shrinks, the threshold voltage drops, The degradation of sub-threshold swing, the decrease of leakage inductive barrier, the fluctuation of device characteristics caused by random channel doping, the leakage current caused by tunneling, and the bandband tunneling at junction will seriously affect the performance and reliability of integrated circuits. This paper introduces the principle of tunneling (with band tunneling) and the advantages and disadvantages of PN junction tunneling principle (carrier diffusion and drift). The traditional PIN tunneling field effect transistor (TFET) is studied. According to the influence factor of tunneling probability, the influence of device structure and parameters on the performance of TFET is studied. The doping concentration of source and drain and the structure extending from source to channel are used to optimize the device. The PINTFET of various structures and parameters are simulated and compared with silvaco simulation software to optimize the structure and parameters of traditional PINTFET. Compared with the traditional PIN structure, the optimized structure can increase the opening current by about 6000 times, reduce the reverse current to 50000 times or even lower. The sub-threshold swing (SS) is lower than the 60mv/dec.TFET in power consumption, switch conversion, size and so on. It is superior to MOSFET in power consumption, switch conversion, size and so on.
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN386

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2257940