隨著超大規(guī)模集成電路工藝飛速發(fā)展到5nm節(jié)點以下,GAA（Gate-AllAround）器件有望代替Fin FET器件成為5nm節(jié)點及以下的主流器件。摩爾定律的發(fā)展伴隨著巨大的經濟上的投入,工藝技術的壁壘與經濟的制約,導致摩爾定律在未來十年可能到達其物理極限。后摩爾時代新型器件呼之欲出,可重構場效應晶體管（RFET）憑借結構上的優(yōu)勢,通過不同的電壓配置控制溝道內載流子極性,實現(xiàn)器件N型狀態(tài)和P型狀態(tài)的輪換,因此增加了單個器件的功能。借助RFET的靈活性,在傳統(tǒng)電子信息處理方式的基礎之上,可以用更少數(shù)目的器件實現(xiàn)功能更加復雜的電路。然而,RFET器件作為雙極性器件面臨著關態(tài)電流大,開態(tài)電流小,亞閾值擺幅大等問題。本文提出了一種新型帶漏端拓展區(qū)結構的非對稱型可重構場效應晶體管（UCED-RFET）,該器件可依靠結構上的優(yōu)勢極大的提升器件的開態(tài)電流。此外,本文還深入研究了UCED-RFET在基本邏輯電路單元的應用,并設計了新型SRAM結構單元,能夠有效的解決傳統(tǒng)SRAM單元的讀寫矛盾,提升了器件使用的靈活性。本論文的主要研究工作與成果如下:基于現(xiàn)有的RFET器件結構和傳統(tǒng)肖特基器件的優(yōu)化思路... 

【文章來源】：華東師范大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

RFET器件結構示意圖

華東師范大學碩士論文4帶來的影響，肖特基器件憑借其優(yōu)秀的抑制短溝道效應的能力進入到人們的視野當中。而實現(xiàn)器件可重構性的關鍵正是器件源/漏金屬硅化物的應用，RFET作為SBMOS的一種，國外研究者們在肖特基器件上的研究，同樣對RFET的優(yōu)化有著借鑒的意義。環(huán)柵式的晶體管結構作為一款全新的技術與可重構場效應晶體管的概念結合集成了肖特基器件的優(yōu)點使得RFET器件有望成為后摩爾時代的主流器件。1.2.1國外機構發(fā)展動態(tài)圖1.2更新至1nm節(jié)點的IMEC半導體技術線路圖[23]近年來，F(xiàn)inFET器件成為了各大廠商追逐先進工藝的重要武器。雖然在21世紀初期FinFET就已經被提出，直到2012年，intel公司推出的首款商用22nmFinFET才初次進入大眾的視野，以此為節(jié)點開啟了屬于FinFET的時代。FinFET作為集成電路產業(yè)新一代的核心器件，其發(fā)展也遵循著等比例縮小的原則。一直以來，人們對先進工藝的追求從未停下腳步。2014-2016年，16nmFinFET被行業(yè)內視為工藝技術領先的節(jié)點。2014年，Globalfoudries發(fā)布出了22nmFinFET工藝，臺積電宣布開始開展基于16nmFinFET工藝，三星公司宣布跳過20nm工藝節(jié)點直接進入14nm工藝代。2017年，臺積電開始大規(guī)模的出貨10nmFinFET制程；2018年，臺積電完成了7nmFinFET的量產；2019年，臺積電采用EUV光刻技術開始量產7nm+工藝，2020年，臺積電將進行5nm制程的風險試產。三星與臺積電競爭激烈，截至2019年，三星同樣也實現(xiàn)了7nm+制程的量產。5納

華東師范大學碩士論文10第二章可重構場效應晶體管的介紹與現(xiàn)有的器件優(yōu)化方案2.1RFET的工作原理及在電路上的應用2.1.1可重構概念的實現(xiàn)與雙柵、三柵RFET器件的介紹RFET可以在不同的柵極電壓配置調控下展現(xiàn)出n型晶體管的性能或者p型晶體管的性能，這種靈活性是通過源/漏與溝道之間形成肖特基接觸所實現(xiàn)的，在過去的研究中發(fā)現(xiàn)，在RFET展現(xiàn)不同的極性時，使用金屬硅化物硅化鎳(功函數(shù)4.64eV)作為器件的源/漏材料可以提供幾乎相近的勢壘高度。為了分別改變電子和空穴的傳輸和注入，至少需要兩個靜電耦合到器件溝道的可獨立控制的柵電極。RFET通過動態(tài)調節(jié)柵極的電壓來選擇器件溝道中載流子的類型，實現(xiàn)不同器件類型的變換。根據(jù)RFET的不同結構和原理，RFET的可重構性的實現(xiàn)途徑可以由以下兩種不同的方式達到，如圖2.1所示。圖2.1(a)三柵RFET及工作狀態(tài)能帶示意圖；(b)雙柵RFET及工作狀態(tài)能帶示意圖器件極性的選擇受同一柵極控制，器件的導通受控制柵極配置，例如，第一種方式如圖2.1(a)圖所示，稱之為三柵RFET(TRI-RFET)，當控制柵極電壓(ControlGate,G1)從負值掃描到正值并且漏極和極性柵極(PolarityGateorProgram


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