基于异质双栅电极结构提高碳纳米管场效应晶体管电子输运效率*

摘要：

　　为改善碳纳米管场效应晶体管(CNTFET)器件性能,提高电子输运效率,提出了一种异质双金属栅(HDMG)电极结构CNTFET器件。通过对单金属栅(SMG)-CNTFET器件输运模型的适当修改,实现了对HDMG-CNTFET器件电子输运特性的研究。研究结果表明,对于所提出的HDMG结构器件,如果固定源端金属栅S-gate的功函数WGS使其等于本征CNT的功函数,而选取漏端金属栅D-gate的功函数WGd,使其在一定范围内小于WGS,可优化器件沟道中的电场分布,提高器件沟道电子平均输运速率；同时由于HDMG-CNTFET的D-gate对沟道电势具有调制作用,使该器件阈值电压降低,导致在相同的工作电压下, HDMG-CNTFET器件具有更大的通态电流；而D-gate对漏电压的屏蔽作用又使HDMG-CNTFET与SMG-CNTFET相比具有更好的栅控能力及减小漏极感应势垒降低效应、热电子效应和双极导电性等优点。本研究通过合理选取HDMG-CNTFET双栅电极的功函数,有效克服了现有研究中存在的改善CNTFET性能需要以减小通态电流为代价的不足,重要的是提高了器件的电子输运效率,进而可提高特征频率、减小延迟时间,有利于将CNTFET器件应用于高速/高频电路。

关键词：CNTFET、异质双栅、电子输运效率、双极导电性

分类号：TN3;TB3

资助基金：国家自然科学基金批准号:2117108、辽宁省科技厅自然科学基金20082050;辽宁省教育厅高等学校科研基金批准号:L2010152资助的课题.*Project supported by the National Natural Science Foundation of China Grant No.2117108, the Natural Science Foundation of Liaonning Province, ChinaGrant 20082050;the Liaoning Province Education Department Research Project, ChinaGrant L2010152

在线出版日期：2013-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：433-440