高 k 栅栈MOSFET共振隧穿模型

针对高介电常数( k )栅堆栈金属氧化物场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor,MOSFET)实际结构,建立了入射电子与界面缺陷共振高 k 栅栈结构共振隧穿模型.通过定谔方程和泊松方程求SiO 2 和高 k 界面束缚态波函数,利用横向共振法到共振本征态,采用量子力转移矩阵法求共振隧穿系数,模拟到栅隧穿电流密度与文献中实验结果一致.讨论了高 k 栅几种介质材料和栅电极材料及其界面层(IL)厚度、高 k 层(HK)厚度对共振隧穿系数影响.结果表明,随着HfO 2 和Al 2 O 3 厚度减小,栅栈结构共振隧穿系数减小,共振峰减少.随着La 2 O 3 厚度减小,共振峰减少,共振隧穿系数却增大.随着SiO 2 厚度增大,HfO 2 ,Al 2 O 3 和La 2 O 3 基栅栈结构共振隧穿系数都减小,共振峰都减少.TiN栅电极HfO 2 ,Al 2 O 3 和La 2 O 3 基栅栈比相应多晶硅栅电极栅栈结构共振隧穿系数小很多,共振峰少.