纳米尺寸高k/Si1-xGex NMOS场效应管性能的数值模拟研究

人工晶体学报 ›› 2015, Vol. 44 ›› Issue (12): 3656-3665.

纳米尺寸高k/Si1-xGex NMOS场效应管性能的数值模拟研究

刘旭焱;刘赐德;屈重年;海静;卢志文;黄志祥

南阳师范学院机电工程学院,南阳,473061;南阳师范学院图书馆,南阳,473061;上海大学理学院数学系,上海,200436

出版日期:2015-12-15 发布日期:2021-01-20
基金资助:
国家自然科学基金(61306007,51374132);河南省教育厅科学技术研究重点项目(14A510004);南阳师范学院青年项目(QN2015021);河南省先进材料设计与开发创新团队(C20150029)

Numerical Simulation Study on Performance of Nanoscale High k/Si1-xGex NMOSFETs

LIU Xu-yan;LIU Ci-de;QU Chong-nian;HAI Jing;LU Zhi-wen;HUANG Zhi-xiang

Online:2015-12-15 Published:2021-01-20

摘要/Abstract

摘要： 本文展开了高介电常数(k)栅介质Si1-xGexNMOS场效应管性能的数值模拟研究,基于有限元法,建立了纳米尺寸(栅长=15 nm)NMOS场效应管模型.为了研究栅介质和衬底材料参数变化对器件性能的影响规律,利用数值分析手段,在衬底Si1-xGex中Ge组分x从0到1变化区间,选取不同介电常数的栅介质,且其厚度在一定范围内变化时,综合分析了纳米尺寸NMOS场效应管的转移特性曲线和输出特性曲线.分析表明,在栅介质的k值和厚度一定时,随着衬底中Ge组分x从0逐渐增大增加,器件阈值电压持续减小,直到x为85;时突然变大,而在Ge组分继续增大时,阈值电压又维持减小趋势.为了尽量避免隧穿效应,研究了高k栅介质厚度高于5 nm时的器件特性,结果表明,随着栅介质厚度的减小,器件阈值电压减小,驱动电流则持续增大.

中图分类号:

TN386.1

刘旭焱;刘赐德;屈重年;海静;卢志文;黄志祥. 纳米尺寸高k/Si1-xGex NMOS场效应管性能的数值模拟研究[J]. 人工晶体学报, 2015, 44(12): 3656-3665.

LIU Xu-yan;LIU Ci-de;QU Chong-nian;HAI Jing;LU Zhi-wen;HUANG Zhi-xiang. Numerical Simulation Study on Performance of Nanoscale High k/Si1-xGex NMOSFETs[J]. JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS, 2015, 44(12): 3656-3665.