随着MOSFET器件的特征尺寸进入纳米尺度,短沟道效应对传统MOSFET器件的性能造成了严重影响,通过尺寸缩小来获得性能提升的方法变得越来越困难。近年来,一种基于量子隧穿机理的场效应器件隧穿场效应晶体管(tunneling field-effect transistor,TFET)被提出。理论上,TFET不仅可以有效抑制短沟道效应,还能突破传统MOSFET亚阈值摆幅(Subthreshold Swing)不能低于60 mV/dec的限制,从而大幅度降低器件的开关功耗。因此TFET被认为是最具前景的超低功耗器件之一。TFET的亚阈值电流对隧穿结附近的缺陷非常敏感,因此离子注入等工艺过程产生的缺陷会对TFET器件的亚阈值摆幅特性产生严重影响。为了减小缺陷对TFET亚阈值特性的影响,本文主要从工艺过程优化和器件结构设计两个方面展开研究。首先,利用TCAD工具分析了工艺参数对TFET器件特性的影响。研究表明,随着源区掺杂剂量的不断增大,中心浓度增加,隧穿电流增大;与横向扩散长度相比,纵向掺杂深度的增加对隧穿电流影响不大。此外,随着温度升高,饱和电流稳定提升。表明在恒定退火时间下,退火温度的提高有助于掺杂元素的激活。其次,分析了不同退火技术对硼离子间隙缺陷集群的修复能力,利用浓度曲线与薄膜电阻率反映缺陷集群的变化。结果表明,采用新型退火方法,薄膜电阻率明显下降,硼离子间隙缺陷集群(BIC)得到明显的修复。最后,研究了栅沟道覆盖和Pocket掺杂对TFET性能的影响。结果表明,侧墙覆盖漏区会使开态电流减小,关断电流增加,并不会对其栅极泄漏电流起到影响;侧墙覆盖源区,器件开态电流增大,关断电流变化不大。此外,本文对传统的TFET结构进行了优化,设计了具有栅源覆盖和源区pocket器件结构的TCAD工艺实现方法;结果表明,随着栅极覆盖长度的增加,栅控能力增强,栅覆盖导致源区覆盖面积内的能带大幅弯曲,隧穿由点隧穿变为面积更大的线隧穿,亚阈值摆幅特性明显改善。添加源pocket结构后,整个晶体管的隧穿电流增加,亚阈值摆幅有所降低。