Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 4: Bauelemente

HL 4.5: Vortrag

Montag, 26. März 2001, 11:30–11:45, S17

Vertikale, MOS-gesteuerte Tunneltransistoren in Silizium — •Stefan Sedlmaier¹, Jörg Schulze¹, Christoph Fink¹, Torsten Sulima¹, Carolin Tolksdorf¹, Ignaz Eisele¹, Kirsten Hilsenbeck² und Walter Hansch² — ¹Universität der Bundeswehr München, Institut für Physik, Werner-Heisenberg-Weg 39, 85577 Neubiberg — ²Technische Universität München, Lehrstuhl für Technische Elektronik, 80333 München

Tunnelbauelemente sind durch ihre sehr kurzen Schaltzeiten eine interessante Alternative zu konventionellen MOS-Bauelementen. Wir zeigen die Realisierung eines Tunneltransistors in Silizium, basierend auf MOS-gesteuerten, hochdotierten p-i-n-Dioden, die mittels UHV-MBE hergestellt wurden. Die Funktionsweise des Transistors besteht darin, über die Gate-Spannung einen zweidimensionalen Elektronenkanal im intrinsischen Silizium zu generieren und an die hochdotierte p⁺ Drainelektrode heranzuführen. In Simulationen wird die Ausbildung des Tunnelübergangs zwischen Elektronenkanal und p⁺ Drainelektrode in Abhängigkeit der Parameter des Bauelements (Höhe der Dotierung, Schärfe der Dotierübergänge, Dicke des Gateoxids) untersucht und das daraus resultierende I(U)-Verhalten mit experimentellen Kennlinien verglichen. Bei einer geringen Versorgungsspannung von - 0,2 V wird eine Stromverstärkung zwischen drei und fünf Größenordnungen mit Sättigungscharakter erreicht. Das ausgeprägte Steuerverhalten bei Raumtemperatur eröffnet die Möglichkeit, den quantenmechanischen Stromtransport in konventionellen Silizium-Kurzkanal-MOSFETs zu untersuchen.