《基於多場集中效應的新型TFET高開關電流比理論與結構》是依託電子科技大學,由王向展擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於多場集中效應的新型TFET高開關電流比理論與結構
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王向展
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隧穿場效應電晶體TFET以其高開關電流比和低亞閾值擺幅的低功耗特性正成為國際研究熱點。針對目前縱向隧穿TFET器件存在的技術難點，經深入研究器件隧穿機理和泄漏電流的產生根源，本項目創新提出利用電場和應力場的多場集中結構來同時實現高開態電流與低泄露電流。研究工作圍繞多場集中的理論建模、場集中結構最佳化以及器件實驗驗證三個方面展開。首先建立多場集中效應下隧穿幾率增強理論模型和輸運增強模型；然後開展器件關鍵結構參數最佳化設計，利用電場集中來加大隧穿幾率並降低漏電隧穿幾率，同時利用應力集中與電場集中一樣的各向異性來提高隧穿後載流子遷移率並降低漏電輸運，兩種機理同時作用下以期獲得最大程度的器件開關電流比提升和亞閾值擺幅的改善；並探索新結構外延材料生長、孔刻蝕和器件實驗驗證等關鍵工藝技術。該新結構器件的實現將為推動TFET器件在低功耗領域的套用提供新的理論方案和技術途徑。
結題摘要
在本課題的資助下，申請人成功完成了各項任務：共發表SCI論文3篇，國際會議論文3篇，均標註本課題資助，申請國家發明專利6件，授權國家發明專利5件。具體研究成果如下：（1）在TFET結構設計/性能改進方面取得突破進展，設計出完全基於Si材料的新型TFET器件，並實現1V電源電壓下，開態電流70μA，SS 21，Ion/Ioff 10^13,為進一步提升Si基TFET性能，實現實用化集成TFET晶片打下良好基礎；（2）針對縱向TFET結構套用高κ介質中不可避免出現的由邊緣電場集中引起的點隧穿觸發，進而造成轉移曲線翹曲，亞閾值擺幅下降問題，提出了柵場板結構TFET成功抑制了邊緣電場集中效應，仿真結果顯示器件SS和開關電流比有顯著提高，從而為縱向TFET器件正確使用高介質提供了解決方案；（3）成功在國內工藝線開發應變CESL工藝，成功試製了大於2GPa應力膜晶圓；（4）成功試製全張應變LDMOSFET器件，並實現驅動電流、跨導、與擊穿電壓的提升。在本課題支持下培養了碩士研究生12名。
