寄生效应和界面陷阱对终极量子电容极限下弹道纳米线场效应管的影响

在本文中，我们使用弹道输运模型，重点研究了在存在界面陷阱（$D_{it}$）、寄生电容（$C_L$）和源/漏串联电阻（$R_{s,d}$）的情况下，处于终极量子电容极限（UQCL）（仅占据一个子带）的纳米线场效应管（FET）的性能，并将其性能与经典电容极限（CCL）下的对应器件进行了比较。我们讨论了与当前情景相关的四个不同方面，即：(i) 依赖于栅极电压的电容，(ii) 漏极电流的饱和，(iii) 亚阈值斜率，以及 (iv) 缩放性能。为了深入理解这些效应的物理本质，我们还开发了一套半解析方程。关键观察结果是：(1) 强能量量子化的纳米线由于单个子带的离散贡献，表现出非单调的多峰C-V特性；(2) 与CCL相比，在UQCL下，无论是否存在$D_{it}$和$R_{s,d}$，弹道漏极电流的饱和性更好；(3) 与CCL相比，即使存在$D_{it}$和$R_{s,d}$，UQCL下的亚阈值斜率也没有遭受相对退化；(4) 在理想条件下，UQCL的缩放性能优于CCL；(5) UQCL缩放对$R_{s,d}$具有更强的免疫力，但$D_{it}$和$C_L$的存在会显著降低UQCL中的缩放优势。