60nm栅长III-V InGaAs HEMT的性能分析：模拟与实验
介观与纳米尺度物理
2015-05-13 v1 材料科学
摘要
本文对高性能In0.7Ga0.3As高电子迁移率晶体管（HEMT）的最新实验数据进行了分析。使用完全量子力学的弹道模型，我们模拟了栅长LG = 60nm、85nm和135nm的In0.7Ga0.3As HEMT，并将结果与测量的I-V特性进行了比较，包括漏致势垒降低、亚阈值摆幅、阈值电压随栅绝缘体厚度的变化以及导通电流性能。一阶近似下，具有三种不同氧化物厚度和沟道长度的器件都可以用我们的弹道模型描述，并采用适当的寄生串联电阻值。然而，在高栅压下，弹道模拟始终高估了测量的导通电流，并且没有显示出实验观察到的导通电流随栅长增加而下降的趋势。在没有寄生串联电阻的情况下，LG = 60 nm器件的模拟导通电流约为测量电流的两倍。根据模拟，该器件的估计弹道载流子注入速度约为2.7 x 10^7 cm/s。由于半导体电容的重要性，模拟的栅电容约为绝缘体电容的2.5倍。还探讨了在这些器件中高栅压下观察到的跨导退化的可能原因。除了可能的栅压依赖散射机制外，源极向沟道提供载流子的有限能力以及非抛物线性效应也可能起作用。导通电流随栅长增加而下降表明器件工作在弹道极限以下。
引用
@article{arxiv.0810.1540,
title = {Performance Analysis of 60nm gate length III-V InGaAs HEMTs: Simulations vs. experiments},
author = {Neophytos Neophytou and Titash Rakshit and Mark S. Lundstrom},
journal= {arXiv preprint arXiv:0810.1540},
year = {2015}
}
备注
35 pages, 11 figures, submitted to IEEE Transactions on Electron Devices, 2008