《隧穿場效應電晶體在存儲器套用中的探索與研究》是依託復旦大學，由王鵬飛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：隧穿場效應電晶體在存儲器套用中的探索與研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王鵬飛
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隧穿場效應電晶體（Tunneling-FET, TFET）是目前國際上研究比較熱門的器件。該器件的室溫亞閾值擺幅在理論上可以小於60mV/dec，其漏電流也因為其反偏二極體的基本結構也可以比MOSFET小至少一個數量級。然而，TFET的驅動電流非常小，通常矽基TFET的驅動電流在1微安/微米左右，比MOSFET小3個數量級。可以說，TFET在邏輯電路中的套用前景尚不明朗。因此，在本課題中，我們將探索TFET在存儲器中的套用。我們利用TFET器件結構的p-i-n結構的特點，將其用作存儲器器件的access器件。通過適當的設計，TFET器件p-i-n二極體正偏的大電流和反偏時小驅動電流的特點都被合理地利用起來，從而實現了一種新型的基於TFET的存儲器器件。由於這種器件是國際上首次出現，所以需要進行基礎的器件研究。研究的內容包括器件原理、改進、原型製備、電學測量、測試晶片製備等一系列工作。
結題摘要
隧穿場效應電晶體（Tunneling-FET, TFET）是目前國際上研究比較熱門的器件。基於TFET的存儲器結構具有很強的產業化實用價值，還有著很強的前瞻性和基礎研究性質。本課題主要研究基於TFET器件的存儲器。主要是選擇了TFET-RRAM和半浮柵電晶體（TFET-DRAM）進行研究。最終，選定半浮柵電晶體為主要研究內容，展開了一系列研究工作。發展出半浮柵電晶體這種新型器件的系列。 具體研究了： (1)半浮柵電晶體在高技術節點的實現以及器件性能的最佳化： 強化對SFGT的基礎原理的深入研究，掌握器件速度、面積、功耗和器件結構設計之間的關係，研究器件微縮的極限； 研究SFGT存儲器的60納米、40納米甚至22納米的三維器件結構，使其單元面積大大縮小。 研究TFET在SFGT中的作用及對性能的影響，將SFGT中的TFET單獨進行研究和改進； 針對SFGT進行存儲套用的器件最佳化和設計。 (2) 半浮柵電晶體器件spice模型建模： 建立器件的等效電路spice建模，使之成為一個基礎電路元器件可以在HSPICE／PSPICE軟體環境下仿真。 進行寄生參數提取，最佳化字線和位線結構，最佳化信噪比。 陣列設計、陣列dummy器件等問題，得到高良率的存儲器器件陣列； (3)基於半浮柵電晶體存儲陣列可靠性測試及可製造性改良； 建設高速DRAM器件的高速測試環境,完善半浮柵器件級和晶片級測試系統； 分析和評估基於半浮柵電晶體DRAM器件的可靠性問題，設計適合於DRAM套用中可靠性研究的可靠性測試結構的設計，製造高可靠性存儲陣列； 分析半浮柵電晶體的陣列干擾機制、數據保持時間並進行最佳化。 重要結果： 設計並製造出了半浮柵電晶體，建立了該器件的相關理論體系，並逐漸開始小規模量產。 關鍵數據： 發表論文5篇，其中美國科學雜誌1篇，專利授權10項。 科學意義： 實現了一種新型電晶體，並初步實現產業化。
