2、纳米线场效应晶体管（NW - FET）的研究与发展

纳米线场效应晶体管（NW - FET）的研究与发展

在集成电路设计领域，纳米器件的研究一直是前沿热点。科学家们开始探索不同的一维（1D）纳米级结构，这一研究促使了纳米线（NW）和纳米棒（NR）架构的发现。经过对各种NW和NR架构不同尺寸的仔细分析，得出NW的长宽比为10:1，并且载流子通过NW的传输本质上是严格的一维（1D）传输。这种1D传输特性吸引了研究人员将其应用于晶体管沟道区域，以消除由于横向载流子散射导致的电流损失，并且源极和漏极区域之间的高迁移率提供了比其他当代晶体管架构更高的驱动电流。除了作为晶体管沟道材料，NW还被用于各种互连以及其他纳米电子和光电器件中。

1. 理论和模拟研究

1.1 晶体取向和能带结构的影响

研究人员通过sp3d5s*紧束缚方法详细研究了硅（Si）和锗（Ge）NW - FET器件中晶体取向和能带结构的影响。模拟研究包括弹道Si和Ge NW - FET沟道直径的变化。结果发现，对于直径为3 nm的Si和Ge NW - FET，<110>是获得最佳性能的最佳取向。此外，pFET的性能速度随NW直径的减小而单调增加，而nFET的性能速度更多地取决于NW的取向和材料类型。

1.2 与FinFET的性能比较

目前，FinFET技术是现代处理器和其他应用的主流架构，但对于先进的CMOS器件，其性能可能无法满足需求，因此科学家们将NW - FET视为FinFET器件的可能替代方案。研究人员使用3D有限元漂移 - 扩散和蒙特卡罗模拟，对FinFET和NW - FET架构的性能进行了比较。在源/漏掺杂浓度为1.0 × 10²⁰/cm³的情况下，比较结果如下表所示：
| 性能指标 | NS/D =