CN112379238B - 一种tfet器件研究用模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于TFET器件技术领域，尤其是一种TFET器件研究用模拟系统，现提出如下方案，包括底板，所述底板的贯穿有第一通孔，所述第一通孔的底部安装有推动机构，所述第一通孔的顶部开口处安装有与底板顶部固接的矩形结构的承载机构，所述承载机构外侧安装有与底板顶部固接的罩壳，所述承载机构相邻的两侧外侧壁均安装有与罩壳固接的衬底上料机构，所述衬底上料机构的正下方安装有位于底板顶部的衬底输送机构，所述承载机构的顶部安装有与罩壳顶部内侧壁固结的顶端上料机构。本发明该设计利用模拟预组装检测方式对TFET器件进行操作，方便对设计的TFET器件性能进行检测研究，提高对TFET器件研究效率。

Description

一种TFET器件研究用模拟系统

技术领域

本发明涉及TFET器件技术领域，尤其涉及一种TFET器件研究用模拟系统。

背景技术

随着半导体器件特征尺寸的不断减小，尤其是进入纳米尺寸之后，器件中的短沟效应等负面效应对器件泄露电流、亚阈特性、开态/关态电流等性能的影响越来越突出，电路速度和功耗的矛盾也将愈加严重。

针对这一问题，目前已提出较为有效的办法是可以通过采用低亚阈值摆幅的新型器件隧穿场效应晶体管取代传统的金氧半场效晶体管来减小短沟道效应的影响。TFET器件主要采用带隧穿效应作为控制电流的主要机制，利用栅电极控制器件隧穿结处电场、电势的分布，影响隧穿的发生，当满足隧穿条件时器件处于开启状态，当不满足隧穿条件时器件的电流迅速下降，器件处于关断状态，TFET器件的亚阈值斜率不受传统MOSFET器件室温下亚阂值摆幅极限值的限制，在理论上可以实现超陡峭的亚阈值斜率，在对TFET器件的性能进行研究的时候，因T影响TFET器件性能的原因众多，其中衬底、外延层、栅介质层、栅极层、源区和漏区的材质以及数量都能影响TFET器件的性能，现有的研究操作不方便，为此需要一种TFET器件研究用模拟系统。

发明内容

本发明提出的一种TFET器件研究用模拟系统，解决了现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种TFET器件研究用模拟系统，包括底板，所述底板的贯穿有第一通孔，所述第一通孔的底部安装有推动机构，所述第一通孔的顶部开口处安装有与底板顶部固接的矩形结构的承载机构，所述承载机构外侧安装有与底板顶部固接的罩壳，所述承载机构相邻的两侧外侧壁均安装有与罩壳固接的衬底上料机构，所述衬底上料机构的正下方安装有位于底板顶部的衬底输送机构，所述承载机构的顶部安装有与罩壳顶部内侧壁固结的顶端上料机构，所述顶端上料机构的底部一侧安装有与罩壳固结的侧边输送机构；

所述承载机构包括与底板顶部固接的矩形结构的承载板，所述承载板贯穿有沿竖直方向设置的放置槽，且放置槽与第一通孔连通，所述承载板与相邻的一个衬底上料机构相邻的一侧开设有与放置槽连通的第一伸入通道，所述第一伸入通道的两侧内侧壁均开设有沿竖直方向等距设置的第一限制槽，且第一限制槽延伸并凹陷在放置槽相邻的内侧壁上，所述承载板与相邻的另一个衬底上料机构相邻的一侧开设有与放置槽连通的第二伸入通道，所述第二伸入通道的两侧内侧壁均开设有沿竖直方向等距设置的第二限制槽，且第二限制槽延伸并凹陷在放置槽相邻的内侧壁上，第二限制槽与第一限制槽交错设置。

优选的，所述顶端上料机构包括与罩壳顶部内侧壁固结的第一推动机构，第一推动机构的底部固接有安装板，安装板的两侧均开设有卡槽，卡槽的内部滑动连接有第一推板，第一推板相互靠近的一侧均安装有与安装板顶部固接的第二推动机构，第一推板的底部固接有第一吸附板，两组第一吸附板相互靠近的一侧安装有与安装板底部固接的第二吸附板，两组第一推板相互远离的一侧固接有沿竖直方向设置的第三推动机构，第三推动机构的底部固接有横板，两组横板相互远离的一侧底部均固接有检测探针。

优选的，所述衬底上料机构包括与罩壳内侧壁固结且沿竖直方向设置的第四推动机构，第四推动机构靠近承载机构的一侧输出端固接有沿水平方向设置的第五推动机构，第五推动机构靠近承载机构的输出端固接有支杆，支杆靠近承载机构的一侧固接有沿其长度方向分布的吸附杆。

优选的，所述衬底输送机构包括开设在底板且沿相邻衬底上料机构长度方向设置的内凹槽，内凹槽的底部内侧壁安装有沿其长度方向设置的第六推动机构，第六推动机构的顶部输出端安装有第一放料板。

优选的，所述侧边输送机构包括开设在罩壳上的进料口，进料口的一侧固接有第七推动机构，第七推动机构的一侧固接有第二放料板。

优选的，所述推动机构包括与第一通孔滑动套接的顶板，顶板的底部安装有第八推动机构，第八推动机构的底部安装有与底板固接的支架。

优选的，所述吸附杆采用中空结构，吸附杆的顶部开设有与其内部连通的第一吸附孔，吸附杆的一侧固接有与其内部连通的第一抽气管。

优选的，所述第一吸附板和第二吸附板均采用中空结构，第一吸附板和第二吸附板的底部均开设有与其内部连通的第二吸附孔，第一吸附板和第二吸附板的一侧均固接有与其内部连通的第二抽气管。

本发明中，

通过设置的底板、第一通孔、推动机构、承载机构、罩壳、顶端上料机构、衬底上料机构、衬底输送机构、侧边输送机构、承载板、放置槽、第一伸入通道、第一限制槽、第二伸入通道、第二限制槽、安装板、卡槽、第一推板、第一吸附板、第二推动机构、第二吸附板、横板、检测探针、第四推动机构、第五推动机构、支架和吸附杆，使得该设计利用模拟预组装检测方式对TFET器件进行操作，方便对设计的TFET器件性能进行检测研究，方便不同类型的衬底、外延层、栅介质层、栅极层、源区和漏区的组合后对对TFET器件性能的研究，方便不同类型和数量的衬底对TFET器件性能的研究，提高对TFET器件研究效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种TFET器件研究用模拟系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种TFET器件研究用模拟系统承载机构和衬底上料机构分布的结构示意图；

图3为本发明提出的一种TFET器件研究用模拟系统局部放大的结构示意图；

图4为本发明提出的一种TFET器件研究用模拟系统承载机构的结构示意图；

图5为本发明提出的一种TFET器件研究用模拟系统顶端上料机构的结构示意图。

图中：1底板、2第一通孔、3推动机构、4承载机构、5罩壳、6顶端上料机构、7衬底上料机构、8衬底输送机构、9侧边输送机构、41承载板、42放置槽、43第一伸入通道、44第一限制槽、45第二伸入通道、46第二限制槽、61安装板、62卡槽、63第一推板、64第一吸附板、65第二推动机构、66第二吸附板、67横板、78检测探针、71第四推动机构、72第五推动机构、73支架、74吸附杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5，一种TFET器件研究用模拟系统，包括底板1，底板1的贯穿有第一通孔2，第一通孔2的底部安装有推动机构3，第一通孔2的顶部开口处安装有与底板1顶部固接的矩形结构的承载机构4，承载机构4外侧安装有与底板1顶部固接的罩壳5，承载机构4相邻的两侧外侧壁均安装有与罩壳5固接的衬底上料机构7，衬底上料机构7的正下方安装有位于底板1顶部的衬底输送机构8，承载机构4的顶部安装有与罩壳5顶部内侧壁固结的顶端上料机构6，顶端上料机构6的底部一侧安装有与罩壳5固结的侧边输送机构9；

进一步的，承载机构4包括与底板1顶部固接的矩形结构的承载板41，承载板41贯穿有沿竖直方向设置的放置槽42，且放置槽42与第一通孔2连通，承载板41与相邻的一个衬底上料机构7相邻的一侧开设有与放置槽42连通的第一伸入通道43，第一伸入通道43的两侧内侧壁均开设有沿竖直方向等距设置的第一限制槽44，且第一限制槽44延伸并凹陷在放置槽42相邻的内侧壁上，承载板41与相邻的另一个衬底上料机构7相邻的一侧开设有与放置槽42连通的第二伸入通道45，第二伸入通道45的两侧内侧壁均开设有沿竖直方向等距设置的第二限制槽46，且第二限制槽46延伸并凹陷在放置槽42相邻的内侧壁上，第二限制槽46与第一限制槽44交错设置。

具体的，顶端上料机构6包括与罩壳5顶部内侧壁固结的第一推动机构，第一推动机构的底部固接有安装板61，安装板61的两侧均开设有卡槽62，卡槽62的内部滑动连接有第一推板63，第一推板63相互靠近的一侧均安装有与安装板61顶部固接的第二推动机构65，第一推板63的底部固接有第一吸附板64，两组第一吸附板64相互靠近的一侧安装有与安装板61底部固接的第二吸附板66，两组第一推板63相互远离的一侧固接有沿竖直方向设置的第三推动机构，第三推动机构的底部固接有横板67，两组横板67相互远离的一侧底部均固接有检测探针68。

尤其是，衬底上料机构7包括与罩壳5内侧壁固结且沿竖直方向设置的第四推动机构71，第四推动机构71靠近承载机构4的一侧输出端固接有沿水平方向设置的第五推动机构72，第五推动机构72靠近承载机构4的输出端固接有支杆73，支杆73靠近承载机构4的一侧固接有沿其长度方向分布的吸附杆74。

值得说明的，衬底输送机构8包括开设在底板1且沿相邻衬底上料机构7长度方向设置的内凹槽，内凹槽的底部内侧壁安装有沿其长度方向设置的第六推动机构，第六推动机构的顶部输出端安装有第一放料板。

此外，侧边输送机构9包括开设在罩壳5上的进料口，进料口的一侧固接有第七推动机构，第七推动机构的一侧固接有第二放料板。

除此之外，推动机构3包括与第一通孔2滑动套接的顶板，顶板的底部安装有第八推动机构，第八推动机构的底部安装有与底板1固接的支架。

实施例一：

吸附杆74采用中空结构，吸附杆74的顶部开设有与其内部连通的第一吸附孔，吸附杆74的一侧固接有与其内部连通的第一抽气管。

实施例二：

第一吸附板64和第二吸附板66均采用中空结构，第一吸附板64和第二吸附板66的底部均开设有与其内部连通的第二吸附孔，第一吸附板64和第二吸附板66的一侧均固接有与其内部连通的第二抽气管；

实施例三：

第一推动机构、第二推动机构65、第三推动机构、第五推动机构72和第八推动机构均采用推杆电机，第四推动机构71、第六推动机构和第七推动机构均采用直线模组。

工作原理：使用的时候，首先根据TFET器件结构制作好TFET器件的衬底层、外延层、栅介质层、栅极层、源区和漏区；

在放入衬底层的时候，首先根据衬底的数量，位于推动机构3上的第八推动机构，将顶板向上推动至承载板41上的放置槽42内部的合适位置，其次将需要放置的最底层的衬板放置在衬底输送机构8上的第一放料板对的顶部，同时第一放料板的顶部开设有向内凹陷的第一放料槽，衬底输送机构8将衬底输送至衬底上料机构7的吸附杆74的正下方，之后第四推动机构71启动，使吸附杆74向下运动与衬底顶部抵触，然后吸附杆74上的第一抽气管抽气，吸附杆71对衬底进行吸附，之后第四推动机构启动，是吸附杆74带动衬底向上运动，然后第五推动机构72启动，使吸附杆74从承载板41的第一伸入槽44伸入至承载板41内部，这时候衬板沿第一伸入槽44两侧的第一限制槽46向放置槽42的内部运动，使衬板放置在第一限制槽46的内部，当此层的衬底放置完成后按照上述相反的步骤使衬底上料机构7退回至初始位置，之后利用同样的方式从第二伸入通道45处放置第二个衬底，按照第一伸入通道43和第二伸入通道45交错向上的方式依次放置衬底；

当衬底放置完成后放置外延层、栅介质层、栅极层、源区和漏区，在放置的时候，将制作好的外延层、栅介质层、栅极层、源区和漏区放置在侧边输送机构9上第二放料板顶部预留的外延层放置槽、栅介质层放置槽、栅极层放置槽、源区放置槽和漏区放置槽上，第七推动机构将其输送至罩壳5的内部，之后第一推动机构启动时按住板61向下运动，这时候利用第二吸附板66吸附依次吸附外延层、栅介质层、栅极层的方式将外延层、栅介质层、栅极层吸附放置在放置槽42的顶部上方，利用第一吸附板64吸附源区和漏区放置在承载板41顶部，完成对器件的组装，在检测的时候，外延层、栅介质层、栅极层逐层向上放置，同时第二吸附板66贴合在栅极层的顶部，同时两侧的第一吸附板64与源区和漏区顶部贴合，第三推动机构启动，横板67向下运动，使检测探针68与源区和漏区上的引脚接触进行检测，外接检测设备利用检测探针68检测组装后的TFET器件性能，该设计利用模拟预组装检测方式对TFET器件进行操作，方便对设计的TFET器件性能进行检测研究，方便不同类型的衬底、外延层、栅介质层、栅极层、源区和漏区的组合后对对TFET器件性能的研究，方便不同类型和数量的衬底对TFET器件性能的研究，提高对TFET器件研究效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种TFET器件研究用模拟系统，包括底板（1），其特征在于，所述底板（1）的贯穿有第一通孔（2），所述第一通孔（2）的底部安装有推动机构（3），所述第一通孔（2）的顶部开口处安装有与底板（1）顶部固接的矩形结构的承载机构（4），所述承载机构（4）外侧安装有与底板（1）顶部固接的罩壳（5），所述承载机构（4）相邻的两侧外侧壁均安装有与罩壳（5）固接的衬底上料机构（7），所述衬底上料机构（7）的正下方安装有位于底板（1）顶部的衬底输送机构（8），所述承载机构（4）的顶部安装有与罩壳（5）顶部内侧壁固结的顶端上料机构（6），所述顶端上料机构（6）的底部一侧安装有与罩壳（5）固结的侧边输送机构（9）；

所述承载机构（4）包括与底板（1）顶部固接的矩形结构的承载板（41），所述承载板（41）贯穿有沿竖直方向设置的放置槽（42），且放置槽（42）与第一通孔（2）连通，所述承载板（41）与相邻的一个衬底上料机构（7）相邻的一侧开设有与放置槽（42）连通的第一伸入通道（43），所述第一伸入通道（43）的两侧内侧壁均开设有沿竖直方向等距设置的第一限制槽（44），且第一限制槽（44）延伸并凹陷在放置槽（42）相邻的内侧壁上，所述承载板（41）与相邻的另一个衬底上料机构（7）相邻的一侧开设有与放置槽（42）连通的第二伸入通道（45），所述第二伸入通道（45）的两侧内侧壁均开设有沿竖直方向等距设置的第二限制槽（46），且第二限制槽（46）延伸并凹陷在放置槽（42）相邻的内侧壁上，第二限制槽（46）与第一限制槽（44）交错设置，利用衬底上料机构（7）将TFET器件的衬底沿第一伸入通道（43）和第二伸入通道（45）输送至第一限制槽（44）和第二限制槽（46），利用顶端上料机构（6）将TFET器件的外延层、栅介质层、栅极层、源区和漏区放置在承载板（41）顶部。

2.根据权利要求1所述的一种TFET器件研究用模拟系统，其特征在于，所述顶端上料机构（6）包括与罩壳（5）顶部内侧壁固结的第一推动机构，第一推动机构的底部固接有安装板（61），安装板（61）的两侧均开设有卡槽（62），卡槽（62）的内部滑动连接有第一推板（63），第一推板（63）相互靠近的一侧均安装有与安装板（61）顶部固接的第二推动机构（65），第一推板（63）的底部固接有第一吸附板（64），两组第一吸附板（64）相互靠近的一侧安装有与安装板（61）底部固接的第二吸附板（66），两组第一推板（63）相互远离的一侧固接有沿竖直方向设置的第三推动机构，第三推动机构的底部固接有横板（67），两组横板（67）相互远离的一侧底部均固接有检测探针（68）。

3.根据权利要求1所述的一种TFET器件研究用模拟系统，其特征在于，所述衬底上料机构（7）包括与罩壳（5）内侧壁固结且沿竖直方向设置的第四推动机构（71），第四推动机构（71）靠近承载机构（4）的一侧输出端固接有沿水平方向设置的第五推动机构（72），第五推动机构（72）靠近承载机构（4）的输出端固接有支杆（73），支杆（73）靠近承载机构（4）的一侧固接有沿其长度方向分布的吸附杆（74）。

4.根据权利要求1所述的一种TFET器件研究用模拟系统，其特征在于，所述衬底输送机构（8）包括开设在底板（1）且沿相邻衬底上料机构（7）长度方向设置的内凹槽，内凹槽的底部内侧壁安装有沿其长度方向设置的第六推动机构，第六推动机构的顶部输出端安装有第一放料板。

5.根据权利要求1所述的一种TFET器件研究用模拟系统，其特征在于，所述侧边输送机构（9）包括开设在罩壳（5）上的进料口，进料口的一侧固接有第七推动机构，第七推动机构的一侧固接有第二放料板。

6.根据权利要求1所述的一种TFET器件研究用模拟系统，其特征在于，所述推动机构（3）包括与第一通孔（2）滑动套接的顶板，顶板的底部安装有第八推动机构，第八推动机构的底部安装有与底板（1）固接的支架。

7.根据权利要求3所述的一种TFET器件研究用模拟系统，其特征在于，所述吸附杆（74）采用中空结构，吸附杆（74）的顶部开设有与其内部连通的第一吸附孔，吸附杆（74）的一侧固接有与其内部连通的第一抽气管。

8.根据权利要求2所述的一种TFET器件研究用模拟系统，其特征在于，所述第一吸附板（64）和第二吸附板（66）均采用中空结构，第一吸附板（64）和第二吸附板（66）的底部均开设有与其内部连通的第二吸附孔，第一吸附板（64）和第二吸附板（66）的一侧均固接有与其内部连通的第二抽气管。