【摘 要】
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随着晶体管尺寸不断缩小,CMOS电路的功耗问题变得日益严重,一个重要原因就是电路的电源电压不能随器件尺寸的缩小而减小。由于MOS器件的亚阈值摆幅在室温下受限于60mV/dec,降
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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随着晶体管尺寸不断缩小,CMOS电路的功耗问题变得日益严重,一个重要原因就是电路的电源电压不能随器件尺寸的缩小而减小。由于MOS器件的亚阈值摆幅在室温下受限于60mV/dec,降低电源电压将不可避免地增加器件的关断电流。因此,解决电路功耗问题,最有效的办法就是采用具有低亚阈值摆幅的新型器件。
隧穿晶体管便是这样一种器件,它基于载流子的隧道效应工作,可以在室温下实现小于60mV/dec的亚阈值摆幅,具有很好的低功耗应用前景。
传统的隧穿晶体管导通电流较小,并且具有双极特性,反向漏电很大。本文介绍并研究了骆志炯等提出的一种基于隧穿介质层的新型隧穿晶体管结构,意在解决传统隧穿晶体管所面临的挑战。我们首先利用TCAD软件做了大量的仿真工作,将新器件与传统隧穿晶体管做了深入的比较。仿真结果表明,这种新型隧穿晶体管可以实现更高的导通电流,更低的关断电流并可以很好的抑制器件的双极特性。接下来,本文自主开发了一套与传统CMOS工艺完全兼容的工艺方法来制作这一新型隧穿晶体管。最后,我们对制作出来的器件进行电学测量并通过特性曲线提取了导通电流,关断电流,亚阈值摆幅等参数。再与国际上已经发表的隧穿晶体管器件比较之后,我们得出以下结论:本文所研制的基于隧穿介质层的新型隧穿晶体管在某些器件性能上已经达到国际先进水平。
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