近年来,随着半导体技术进入10nm以下技术节点,短沟道效应(SCE)和功耗耗散问题成为场效应晶体管进一步小型化面临的巨大挑战,需要采取强制性措施予以解决。从3nm技术节点开始,环绕栅极结构提高的SCE抑制能力使环绕栅极场效应晶体管登上了历史舞台。本文展示了双栅极纳米管环绕栅极场效应晶体管(DG NT GAAFET)的超强静电控制能力,并与具有相同器件参数设计的纳米管(NT GAAFET)和纳米线环绕栅极场效应晶体管(NW GAAFET)进行了比较。与NT GAAFET和NW GAAFET相比,DG NT GAAFET的I on 分别提升了62%和57%。此外,由于静电控制的增强,DG NT GAAFET 中的 SCE 得到了明显抑制,这可以通过改善 I off 、SS 和 I on /I off 比来证明。另一方面,NT GAAFET 的 I on 与 NW GAA-FET 相当,而与 NW GAA-FET 相比,它的 I off 小 1 个数量级,SS 小近 2 倍,体现了纳米管通道结构的优越性。最后,通过 TCAD 模拟研究验证了纳米管通道结构,特别是双栅极纳米管结构对 L g 缩放的稳健性。关键词:双栅极,纳米管,纳米线,短沟道效应,功耗耗散。
主要关键词