芦宾 王大为 陈宇雷 崔艳 苗渊浩 董林鹏

1) (山西师范大学物理与信息工程学院,临汾 041004)

2) (中国科学院微电子研究所,微电子器件与集成技术重点实验室,北京 100029)

3) (西安工业大学,陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,西安 710032)

纳米线环栅隧穿场效应晶体管相比于其他多栅器件具有更强的短沟道效应抑制能力及更优异的电学特性.器件模型能够模拟器件电学特性,对于器件及电路的实际应用极为关键.目前,已有纳米线环栅隧穿场效应晶体管的电流模型报道,但是尚没有电容模型的相关报道.电容模型主要用于瞬态特性模拟,对于评估电路速度转换和频率特性至关重要.由于没有可用的电容模型,纳米线环栅隧穿场效应晶体管电路方面的研究主要通过数值迭代的方法开展,该方法不仅对硬件平台要求高,且耗时长,还容易出现收敛性问题,只能勉强用于极小规模电路模块,对于包含晶体管数目较多的电路无能为力.本文针对以上问题,从基本的器件物理出发,建立了纳米线环栅隧穿场效应晶体管的电容模型,该模型不涉及任何数值迭代过程.相比于数值模型,该模型计算速度快、过程稳定,能够加速纳米线环栅隧穿场效应晶体管器件及电路的相关研究.

1 引言

金属氧化物场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor,MOSFET)的特征尺寸随着摩尔定律不断缩减,使得集成电路集成度不断提高的同时,器件短沟道效应也越来越严重,导致其静态功耗已超……