在摩尔定律的指导下,集成电路的特征尺寸不断减小,纳米尺度下MOSFET器件的漏电问题越来越严重,日益增大的功耗限制了晶体管尺寸进一步缩小。为了延续摩尔定律,隧穿场效应晶体管（TFET）成为科研人员研究的热点,TFET工作基于量子隧穿效应,可以在室温下获得低于60m V/dec的亚阈值摆幅和极低的关态泄漏电流。国内外对TFET的研究主要集中于提升开态电流,降低亚阈值摆幅,而由基本器件物理可知,增强隧穿结电场是最有效的方法。引入高κ（介电常数）介质是改善电场分布的重要途径,然而高κ介质与硅衬底间存在较多缺陷,引入高κ/低κ复合介质可以降低高κ介质的负面影响,并且能够通过调整复合介质的比例、尺寸或位置更加灵活的调控TFET的电场分布,以获得器件性能的提升或实用性。本文将讨论不同TFET结构中高κ介质的应用方向,引入高κ/低κ复合介质,研究复合介质对TFET电场分布的调控作用,并对高κ复合介质的制备工艺进行研究。本文主要研究内容如下:采用TCAD软件仿真TFET器件,分析不同参数对器件电学性能的影响,为二氧化铪基复合介质的应用提供一个基本的器件模型。根据侧墙介电常数以及栅介质介电常数对器件性能的影响,分析高κ介质对TFET电场分布的改善作用及局限性。在研究了高κ介质对TFET电场的增强和局限性后,引入高κ/低κ复合介质,通过调整复合介质的比例、尺寸或位置,更加灵活地调控TFET电场,以获得所需的器件电场分布。分别讨论了复合介质作为横向TFET、纵向TFET和纵向沟道TFET的栅介质以及横向TFET的复合侧墙对TFET性能的影响。讨论三种TFET结构在小尺寸应用中的潜力。对应用于TFET的复合介质制备工艺进行介绍,采用ALD工艺进行二氧化铪基复合介质的制备。高κ介质与Si衬底的界面特性较差,选取合适的材料作为缓冲能够改善界面。采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱等技术对ALD工艺生长的二氧化铪基复合介质薄膜进行表征。选取具有合适功函数的金属作为电极,完成二氧化铪基复合介质器件的制备。对二氧化铪基复合介质器件的电学性能进行测试及分析。