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Ambipolar performance improvement of the C-shaped pocket TFET with dual metal gate and gate–drain underlap

Chinese Physics B 2023年第10期32卷 700-707页

作者：赵梓淼陈子馨刘伟景汤乃云刘江南刘先婷李宣霖潘信甫唐敏李清华白伟唐晓东 College of Electronics and Information Engineering Shanghai University of Electric PowerShanghai 200090China Semiconductor Manufacturing International Corporation Shanghai 201203China Radiwave Technologies Corporation Limited Shenzhen 518172China Key Laboratory of Polar Materials and Devices East China Normal UniversityShanghai 200041China

Dual-metal gate and gate–drain underlap designs are introduced to reduce the ambipolar current of the device based on the C-shaped pocket TFET(CSP-TFET).The effects of gate work function and gate–drain underlap length on the DC characteristics and analog/RF performance of CSP-TFET devices,such as the on-state current(I_(on)),ambipolar current(I_(amb)),transconductance(g_(m)),cut-off frequency(f_(T))and gain–bandwidth product(GBP),are analyzed and compared in this ***,a combination of both the dual-metal gate and gate–drain underlap designs has been proposed for the C-shaped pocket dual metal underlap TFET(CSP-DMUN-TFET),which contains a C-shaped pocket area that significantly increases the on-state current of the device;this combination design substantially reduces the ambipolar *** results show that the CSP-DMUN-TFET demonstrates an excellent performance,including high I_(on)(9.03×10^(-4)A/μm),high I_(on)/I_(off)(~10^(11)),low SS_(avg)(~13 mV/dec),and low I_(amb)(2.15×10^(-17)A/μm).The CSP-DMUN-TFET has the capability to fully suppress ambipolar currents while maintaining high on-state currents,making it a potential replacement in the next generation of semiconductor devices.

关键词： tunnel field effect transistor ambipolar current dual metal gate gate–drain underlap

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