逼近非平衡格林函数模拟的高性能隧穿场效应晶体管预测解析模型
介观与纳米尺度物理
2015-11-02 v4
摘要
提出了一种新的紧凑建模方法，用于描述基于同质结直接带隙半导体的高性能（激进缩放）隧穿场效应晶体管（TFETs）的完整电流-电压（I-V）特性。该模型基于两个关键特征的解析描述，这两个特征抓住了与TFET相关的主要物理现象：1）从源到沟道的电势分布，以及2）带隙区域中复能带的椭圆曲率。本文提议使用源和沟道中的一维泊松方程来描述同质结TFET中的电势分布。这使得能够量化源/漏掺杂对器件性能的影响，这一方面通常在TFET建模中被忽略，但在超缩放器件中高度相关。该紧凑模型通过与基于非平衡格林函数（NEGF）的3D全带原子级方法的最先进量子输运模拟进行比较而得到验证。结果表明，该模型在所有工作区域（开/关状态以及导通电/ p分支）均以良好精度再现了模拟获得的数据。该方法允许计算TFET中能量依赖的带间隧穿电流，这一特性有助于深入理解底层器件物理。该方法的简洁性和准确性为定量探索各种参数（材料、尺寸和/或几何相关）在任何偏置条件下对TFET性能的影响提供了强大工具。因此，所提出的模型成为了诸如3D NEGF方法等计算昂贵模拟的实际补充。
引用
@article{arxiv.1506.00077,
title = {A Predictive Analytic Model for High-Performance Tunneling-Field Effect Transistors Approaching Non-Equilibrium Green's Function Simulations},
author = {Ramon B. Salazar and Hesameddin Ilatikhameneh and Rajib Rahman and Gerhard Klimeck and Joerg Appenzeller},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.00077},
year = {2015}
}
备注
31 pages, 6 figures