p-i-n 隧穿晶体管与传统 MOSFET 的性能比较
介观与纳米尺度物理
2009-11-13 v1
摘要
基于带间隧穿 (BTBT) 的场效应晶体管因其在集成电路中降低功耗的潜力而近期引起了广泛关注。在本文中，我们使用半导体碳纳米管作为模型沟道材料，对传统 n-i-n MOSFET 晶体管与基于 p-i-n 几何结构的 BTBT 晶体管（p-i-n TFET）进行了详细的性能比较。量子输运模拟采用包含真实声子散射的非平衡格林函数形式进行。我们发现 TFET 确实能在室温下产生低于传统 MOSFET 60mV/decade 极限的亚阈值摆幅，从而导致更小的关态电流和待机功耗。然而，声子辅助隧穿限制了原本可能实现的关态性能优势。在开态条件下，TFET 的驱动电流和本征器件延迟主要由隧穿势垒特性决定。另一方面，观察到 TFET 的开关能量从根本上小于 MOSFET，从而降低了动态功耗。上述原因使得 p-i-n 几何结构非常适合低功耗应用。
引用
@article{arxiv.0803.3817,
title = {Performance comparison between p-i-n tunneling transistors and conventional MOSFETs},
author = {Siyuranga O. Koswatta and Mark S. Lundstrom and Dmitri E. Nikonov},
journal= {arXiv preprint arXiv:0803.3817},
year = {2009}
}
备注
37 pages, 12 figures