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鍺源隧道場(chǎng)效應(yīng)晶體管實(shí)現(xiàn)破紀(jì)錄的開關(guān)電路比的資料介紹

2019-02-15 | pdf | 1.21 MB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

  為了實(shí)現(xiàn)低電壓(0.5V)工作的高離子/低衰減比(106)隧道場(chǎng)效應(yīng)晶體管tfets),在源區(qū)使用鍺來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)小的隧道帶隙。理論的帶間隧道電流模型可以很好地解釋測(cè)量數(shù)據(jù)。利用校準(zhǔn)后的分析模型,比較了基于TFET技術(shù)與傳統(tǒng)CMOS技術(shù)在65nm節(jié)點(diǎn)處的能量延遲性能。預(yù)計(jì)TFET將在高達(dá)0.5GHz的范圍內(nèi)為性能提供顯著的能效改進(jìn)。

  功率密度的增加對(duì)持續(xù)的MOSFET縮放是一個(gè)挑戰(zhàn),因?yàn)閬嗛撝禂[動(dòng)的不可擴(kuò)展性限制了MOSFET閾值電壓(VT)的范圍,因此電源電壓(VDD)可以降低,以達(dá)到給定的性能目標(biāo)和最佳的能源效率。為了解決這一問(wèn)題,我們提出并論證了替代晶體管設(shè)計(jì),它可以實(shí)現(xiàn)比MOSFET更陡的開關(guān)行為(室溫下為60 mV/dec)。這些包括隧道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(TFET)〔1,2,3〕,它們?cè)诘碗娏魉较拢c熱離子發(fā)射電流相比,在帶到帶隧道電流隨通道電位變化更為突然。因此,迄今為止報(bào)告的最佳tfets顯示最小s值為60mV/dec。然而,s的平均值較大,因?yàn)閬嗛摂[動(dòng)隨著器件的開啟而增加,導(dǎo)致低通斷電流比(1V操作的離子/ioff~104)。〔4〕。使用較小的帶隙材料(如Si1)可以改善離子。-xgex〔5,6〕;然而,迄今為止的實(shí)驗(yàn)證明未能顯示低工作電壓(《1V》)下的高離子/低谷值〔7,8〕。我們?cè)谶@里提出了一種TFET設(shè)計(jì),它利用鍺源區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)小的隧道帶隙,因此0.5V工作時(shí)的大離子/低谷值比(》106)(圖1)。先進(jìn)的這種晶體管的GE設(shè)計(jì)是完全兼容標(biāo)準(zhǔn)的CMOS制造工藝流程。

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