1、隧穿晶體管（TFET）高能效電子開關 報告人：劉強 院系： 理學院物理系 導師： 任偉 教授 日期： 2014.10.8,主要內(nèi)容,2020/7/25,2,1.隧穿晶體管工作機制,2020/7/25,3,原理闡述,1.隧穿晶體管工作機制,2020/7/25,4,原理闡述,對MOS管來說,特點： 1.耗盡層電容為正； 2.受溫度線性影響。,對TFET來說,1.隧穿晶體管工作機制,2020/7/25,5,原理闡述,特點： 1.隧穿過程不受溫度的一級影響 ； 2.要增大隧穿概率，需要：,2.隧穿晶體管的性能改良,2020/7/25,6,增大 的方法,1.減小柵氧厚度,2.多柵與環(huán)柵,2.隧穿晶體管的

2、性能改良,2020/7/25,7,增大 的方法,3.減少體厚：,可以保證繼續(xù)減小柵長,2.隧穿晶體管的性能改良,2020/7/25,8,減小的方法,1.高的摻雜濃度梯度； 2.器件幾何結構與尺寸：環(huán)柵、小的體厚； 3.大的柵氧電容。 4.窄的禁帶Eg,無摻雜區(qū)域,2.隧穿晶體管的性能改良,2020/7/25,9,漏電流的產(chǎn)生,漏電流的產(chǎn)生：,降低摻雜濃度,2.隧穿晶體管的性能改良,2020/7/25,10,III-V族半導體,2.隧穿晶體管的性能改良,2020/7/25,11,TFET的缺點,缺點1：工作電流太小,缺點2：工作頻率低可應用于高溫中頻低功耗電路。,3.述評與結論,2020/7/2

3、5,12,隧穿晶體管極限？,1.TFET在一定的尺寸、摻雜條件下，其SS可以突破60mv/dec限制。 2.TFET在小尺寸、低功耗、高溫等條件下對MOSFET有一定優(yōu)勢。 3.采用Het-J-TFET可以顯著改善TFET的工作電流。在Ioff和Ion之間有較好的折中。 4.TFET需要繼續(xù)增大其工作電流和工作頻率，才對現(xiàn)有的MOSFET有較大的替代優(yōu)勢。這需要更多的實驗分析和更普遍的器件模型。,參考文獻,2020/7/25,13,2 Uygar E. Avci,Ian A Young,. Heterojunction TFET scaling and resonant-TFET for st

4、eep subthreshold slope at sub-9nm gate-length. C.Vol13, IEEE int. International Electron Device Meeting, 2013Vol13:96-100.,1 Adrian M. Ionescu, Heike. Riel,. Tunnel field-effect transistors as energy-efficient electronic switchesJ. Nature, 2011:Vol479 329-337.,3 Wei Cao, Debina Sarkar, Yasin Khatami, Jiahao Kang, Kaustav Banerjee,. Subthreshold-swing physics of tun