高导通电流垂直插入源漏双向隧穿场效应晶体管

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MOSFET由于其低成本,小面积,集成化程度较高而作为集成电路的基本单元在集成电路生产技术中被大量采用。为了进一步得到集成度更高的集成电路单元,必须尽可能减小基本结构块“MOSFET”的尺寸。另一方面,为了使集成电路的性能变得更优越,采取创新器件结构的方式开发了几种新型器件,其中以TFET最具代表性。遗憾的是,TFET中也必须形成突变结,电流驱动能力比MOSFET差很多。因此,与主流Fin FET技术相比,没有一种器件具有综合优势。本文提出了一种U形沟道深肖特基势垒的TFET,规避热离子发射电流利用带带隧穿电流取而代之,弥补了TFET正向电流低的不足,通过增大U形沟道垂直沟道的高度可以产生高导通电流。通过较高的肖特基势垒来使热离子发射电流达到最小化,并采用双边栅极产生一个强的带带隧穿(BTBT)电流,作为正向电流的传导机制。引入辅助栅极可以有效地阻止反向偏置漏电流。所提出的新结构的硅体被刻蚀成U形结构。通过刻蚀硅体两侧形成垂直插入式源漏电极,将源漏电极插入U形硅体两侧垂直部分一定高度。此后,源漏电极附近的带带隧穿产生区的有效面积显著增加,从而实现更高的导通电流,低反向漏电流,低亚阈值摆幅和高开关电流比。此外,在此基础之上,通过优化栅极结构,又提出了一种H形栅极深肖特基势垒高导通电流隧穿晶体管,并对两种不同结构进行了参数优化分析,最后得到最优结构,实现优异的电学特性。
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