高温对独特U型沟道TFET在0.8V及低于0.4V工作电压下数字和模拟性能的影响

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Influence of High Temperature on Digital and Analog Performance of Unique U-shaped Channel TFET for 0.8 V and sub-0.4 V Operation

U-shaped通道TFET在300-400 K温度范围内数字与模拟性能稳定，阈值电压、电流比、漏电功耗等关键参数均保持恒定，验证其低功耗与热稳定性优势，并通过与传统MOSFET和先进TFET对比确认性能提升。

　　

摘要

随着温度的升高，载流子迁移率的整体下降会影响晶体管的阈值电压和开关特性。这些变化可能会影响电子电路的整体速度、稳定性和可靠性。本研究使用一种经过实验校准的U形通道隧穿场效应晶体管（TFET），通过数值设备仿真来考察温度从300 K变化到400 K对其数字和模拟性能的影响。研究分析了0.8 V和低于0.4 V的供电电压，以确定该器件是否适用于低功耗应用。研究结果表明，在所研究的温度范围内，诸如导通电流（I_ON）、关断电流（I_OFF）、I_ON/I_OFF比值、点亚阈值摆幅（SS_pt）、平均亚阈值摆幅（SS_avg）、阈值电压（V_T）和关断漏电流（P_leakage）等重要的数字性能指标，以及跨导（g_m）、输出电阻（r_out）和内在增益（g_m?×?r_out）等模拟指标几乎保持不变。所提出的U形通道TFET由于其卓越的可靠性和稳定的工作性能，成为一种有前景的、适用于能效高且耐热性强的纳米级电子系统的选择，这一点通过观察到的热稳定性得到了验证。与传统MOSFET和最先进的TFET结构进行的详细基准测试进一步证实了所提出TFET在低功耗数字和模拟性能方面的优越性。