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RESEARCH DIRECTIONS
研究方向
课题组主要围绕新型低功耗半导体器件、隧穿场效应晶体管、生物传感器、纳米器件可靠性及器件仿真优化等方向开展研究。研究工作以器件物理机制为基础，结合 TCAD 数值仿真、结构设计、材料调控和电学性能分析，探索面向低功耗集成电路、智能传感和高可靠电子系统的新型器件方案。
01 新型低功耗隧穿场效应晶体管及器件结构优化
课题组重点研究 PNPN TFET、电掺杂 TFET、异质结 TFET、延伸源 TFET 和肖特基漏 TFET 等新型隧穿场效应晶体管结构。通过引入 GaAs 包覆层、Ge/Si 异质结、双材料极性栅、掺杂隔离肖特基漏、双包覆层及漏端功函数调控等方法，增强源—沟道隧穿效率，抑制漏端寄生隧穿和双极效应，提升器件开态电流、开关比、亚阈值特性以及模拟/RF 性能。
02 电掺杂与电荷等离子体器件设计
课题组关注无掺杂或低掺杂工艺下的新型器件构建方法，重点研究电荷等离子体效应、电掺杂机制和极性栅偏置调控在纳米器件中的应用。通过金属功函数、栅极偏置和局部材料工程诱导源区、漏区或口袋区载流子分布，减少传统离子注入和复杂外延工艺带来的工艺波动问题，提高器件结构的可制造性和尺寸缩放潜力。
03 面向生物医学检测的 TFET 生物传感器
课题组将 TFET 高灵敏度、低功耗和陡峭亚阈值特性引入生物传感领域，研究内建 N+ 口袋电掺杂 TFET、纳米腔 TFET 生物传感器及介电调制型 TFET 传感结构。通过在栅介质区域构建纳米腔，分析中性或带电生物分子引入后对漏电流、能带分布、电场强度、阈值电压和亚阈值摆幅的影响，建立器件参数与传感灵敏度之间的关系。
04 纳米 MOSFET 可靠性、抗辐照与版图优化
课题组长期开展 SOI-like MOSFET、结型无结晶体管、Z 形栅 MOSFET、多指栅 MOSFET 及电荷等离子体 MOSFET 等器件研究，重点关注热载流子效应、负偏压温度不稳定性、自热效应、ESD 可靠性和辐照容限等问题。通过沟道工程、栅工程、高 κ 介质、版图结构优化和器件参数调控，提升纳米 MOSFET 在复杂环境下的稳定性、可靠性和电学性能。