5、MOSFET与TFET特性对比及TFET的原理与制造

MOSFET与TFET特性对比及TFET的原理与制造

1. MOSFET和TFET特性概述

1.1 带隙对功率延迟积（PDP）的影响

在MOSFET中，每个功率延迟积（PDP）对带隙的影响较小。由于载流子的沟道渡越时间较短，MOSFET的工具延迟有所降低。碳纳米管（CNT）具有较低的有效质量和较高的带速，有助于实现这一点。然而，对于大带隙的CNT，TFET的性能会显著下降。这主要是因为隧穿电流减小，对器件的开关速度产生负面影响，也可能与隧穿结处大带隙材料的注入电荷较低有关。不过，TFET的PDP对带隙的依赖性远不如MOSFET明显。尽管在PDP曲线方面，MOSFET和TFET仍存在根本差异，但TFET在开关强度和动态功率（Pdynamic）方面保持优势。

1.2 MOSFET和TFET的缩放行为

1.2.1 亚阈值摆幅（SS）与温度的关系

MOSFET和TFET的亚阈值摆幅（SS）与温度的曲线显示，两种器件的SS均可降低至10mV/dec以下。由于热电子发射，该曲线暗示了标准的热极限线。在低温下，TFET和MOSFET具有相似的线性温度依赖性。TFET可能还存在热注入成分。MOSFET的SS范围虽然远超理想情况，但呈现线性趋势；而TFET只有在温度低于150K时，SS值才会线性缩放。由于不同类型的器件具有相同的栅堆叠和沟道材料，界面态密度（Dit）可能会对它们产生影响。与MOSFET相比，InGaSb/InGaAs隧道结可能是TFET在150K以下温度下SS较高的原因。基于这些结果，TFET在室温下的SS可能会得到改善。

1.2.2 沟道长度（LG）与漏极电流（ID）的关系

MOSFE