115年2-4-實作學生:電機系 【黃泯榤】

參賽序號：2-4

海報主題

樹狀場效電晶體與奈米片場效電晶體之晶向相依效能、自熱效應及 N/P 匹配提升研究 Investigation of Orientation-Dependent Performance and Self-Heating Effects in TreeFET and NSFET for N/P Matching Enhancement

系級

電機系

指導老師及參賽學生

指導老師：涂維珍
參賽學生：黃泯榤

構想說明

本研究探討樹狀場效電晶體(TreeFET)與傳統奈米片場效電晶體(NSFET)結構中,與晶向相關的電性表現及自熱效應,並著重於改善先進閘極全環繞元件的 N/P 電流匹配。利用 Sentaurus TCAD 模擬,在一致的元件尺寸與熱邊界條件下,比較具有二層與三層奈米片的兩種 TreeFET,以及具有三層與四層奈米片的兩種 NSFET。結果顯示,TreeFET 的垂直內橋結構可形成(110)晶向的側壁通道,提升電洞遷移率並改善 PMOS 驅動電流。
因此,TreeFET_2 的 N/P 匹配比為 0.81,高於 NSFET_3 的 0.74,提升約 9.5%。此外,垂直內橋結構可提供額外的散熱路徑並抑制熱累積。在相同的有效通道寬度下,TreeFET_3 的最高晶格溫度為 393.0 K,導通電流退化率為 9.64%;相較之下,NSFET_4 分別達到 400.1 K 與 11.16%。上述結果顯示,TreeFET 可同時改善 PMOS 效能、提升 N/P 匹配並降低自熱效應,因此具有應用於先進 GAA 電晶體微縮的潛力。

 

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