当前纳米尺寸MOSFET的继续缩小需要器件在材料、结构和工艺方面不断进步。作为一种新型结构的器件,多面栅FinFET被认为是纳米尺寸MOSFET未来发展的一个重要方向。本论文对多面栅FinFET的器件模型电学特性,尤其对无结晶体管进行了研究。首先,基于器件模型,从截止状态研究了多面栅FinFET的电学特性。利用抛物形近似和电势叠加两种方法求解了多面栅晶体管FinFET截止时沟道内的电势分布,对多种结构的多面栅晶体管进行分析,如反型晶体管,积累型多面栅晶体管,以及对多面栅无结晶体管的各项参数进行分析。通过使用抛物线近似法和电势叠加法分别对各种器件模型结果进行比较,分析公式推导以及计算求解,对器件中载流子的运动情况以及沟道电场的分布有了更直观的认识。利用得到的电势分布情况以及载流子运动情况可以求得推导出器件阈值电压和亚阈值摆幅的表达式。在求解过程中得到的额外的重要参量,其变化对器件的各项性能有重大的影响。例如,缩小因子a,有效传输路径,以及本征长度λ,器件的亚阈值摆幅和短沟道效应等结果,可以通过直接分析这些参数来进行定性的预测。其中结果表明,采用多面栅结构、减小沟道区Fin的横截面尺寸和减小栅介质厚度可以减小描述沟道内电势分布的本征长度,从而减小器件的短沟道效应和亚阈值摆幅。对于轻掺杂晶体管,较低的杂质散射带来较高的迁移率,以及较大的沟道电流,而且,在亚阈值状态时漏电发生在沟道中心,比起发生在表面的反型器件,轻掺杂的积累型器件的栅控效果更好,这一结论同样适用于导通电流发生在沟道中心的无结型晶体管。无结晶体管避免了生产反型晶体管中在极小的范围内制造浓度梯度极大的结,降低了一部分工艺难度,并且减小了热预算。无结型晶体管于沟道内的杂质散射较小,垂直电场较小,因此产生的迁移率退化的问题也较小,所以比同尺寸的反型晶体管具有更大的导通电流,除此之外无结晶体管具有更好的亚阈值摆幅和更好的对短沟道效应的抑制作用。