• 제목/요약/키워드: 터널 전계효과 트랜지스터

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포켓 구조 터널링 전계효과 트랜지스터의 2D 터널링 효과 (2D Tunneling Effect of Pocket Tunnel Field Effect Transistor)

  • 안태준;유윤섭
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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    • pp.243-244
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    • 2017
  • 이 논문은 터널링 전계효과 트랜지스터의 밴드 간 터널링 전류 계산에 대하여 1차원과 2차원 방향의 터널링이 어떤 차이를 나타내는지 알아보았다. 2차원 방향의 터널링은 1차원 방향의 터널링에서 계산 되지 않는 대각선 방향의 터널링이 나타나기 때문에 더 정확한 터널링 전류를 계산할 수 있다. 시뮬레이션 결과는 문턱전압 이상의 전압에서는 2차원 방향으로 일어나는 터널링이 큰 영향을 미치지 않지만, 문턱전압 이하에서는 문턱전압 이하 기울기에 많은 영향을 미친다.

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터널링 전계효과 트랜지스터 구조 특성 비교 (Comparative Investigation on Tunnel Field Effect transistors(TFETs) Structure)

  • 심언성;안태준;유윤섭
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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    • pp.616-618
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    • 2016
  • TCAD 시뮬레이션을 이용하여 터널링 전계효과 트랜지스터(Tunnel Field-Effect Transistor; TFET) 구조에 따른 특성을 조사하였다. Single-Gate TFET, Double-Gate TFET, Pocket TFET, L-shaped TFET 구조 중에서 Pocket TFET와 L-shaped TFET이 on-current와 subthreshold swing에서 가장 좋은 성능을 보였다. 본 논문은 터널링 전계효과 트랜지스터의 새로운 구조에 대한 가이드라인을 제시하고자 한다.

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포인트 터널링과 라인 터널링을 모두 고려한 실리콘 기반의 포켓 터널링 전계효과 트랜지스터의 최적 구조 조건 (Guide Lines for Optimal Structure of Silicon-based Pocket Tunnel Field Effect Transistor Considering Point and Line Tunneling)

  • 안태준;유윤섭
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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    • pp.167-169
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    • 2016
  • 이 논문은 라인 터널링과 포인트 터널링을 모두 고려한 포켓 터널링 전계효과 트랜지스터의 여러가지 구조 및 물질 파라미터에 따른 시뮬레이션 결과를 소개한다. 포켓의 도핑 농도와 두께가 증가할수록 구동전류 $I_{on}$이 증가하고 포켓의 두께와 게이트 절연체의 유전율이 증가할수록 SS(subthreshold swing)가 좋아짐을 보인다. hump 효과는 SS를 나쁘게 하기 때문에 최소화할 수 있도록 최적의 구조를 만들어야 한다.

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실리콘 기반 포켓 구조 터널링 전계효과 트랜지스터의 최적 구조 조건 (Structure Guide Lines of Silicon-based Pocket Tunnel Field Effect Transistor)

  • 안태준;유윤섭
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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    • pp.166-168
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    • 2016
  • 이 논문은 포켓 구조 터널링 전계효과 트랜지스터의 구조에 대한 여러 가지 조건을 소개한다. 포켓의 길이는 길어질수록 $I_{on}$이 더 증가하고, 포켓의 두께는 감소할수록 $I_{on}$이 증가하고, 3nm 보다 얇아질 때 SS는 증가한다. 게이트 절연체는 고유전율 물질을 사용하는 것이 적절하다.

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L형 터널 트랜지스터의 트랩-보조-터널링 현상 조사 (Investigation of Trap-Assisted-Tunneling Mechanism in L-Shaped Tunneling Field-Effect-Transistor at Low Bias)

  • 파라즈 나잠;유윤섭
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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    • pp.475-476
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    • 2019
  • L형 터널링 전계 효과 트랜지스터 (LTFET)는 종래의 터널링 전계 효과 트랜지스터 (TFET)보다 우수한 소자로 고려된다. 그러나, 실험적으로 입증 된 LTFET은 트랩 상태의 존재로 인한 트랩-보조-터널링 (Trap-Assisted-Tunneling; TAT)에 기인한 열악한 임계 이하 기울기(SS) 특성을 나타내었다. 본 논문에서는 실험적으로 시연 된 LTFET의 저전압 바이어스에 TAT 메커니즘을 밴드 다이어그램과 TAT 재조합률 (GTAT)을 사용하여 조사한다.

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도핑효과에 의한 L-shaped 터널링 전계효과 트랜지스터의 영향에 대한 연구 (Investigation on the Doping Effects on L-shaped Tunneling Field Effect transistors(L-shaped TFETs))

  • 심언성;안태준;유윤섭
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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    • pp.450-452
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    • 2016
  • 2차원 TCAD 시뮬레이션을 이용하여 L-shaped 터널링 전계효과 트랜지스터(Tunnel Field-Effect Transistor; TFET)의 도핑농도에 따른 효과를 조사했다. 소스 도핑이 $10^{20}cm^{-3}$ 이상에서 subthreshold swing (SS)이 가장 낮고, 드레인 도핑농도는 $10^{18}cm^{-3}$이하로 하는 것이 음전압에 생기는 누설전류를 막을 수 있다.

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터널링 전계효과 트랜지스터로 구성된 3차원 적층형 집적회로에 대한 연구 (Study of monolithic 3D integrated-circuit consisting of tunneling field-effect transistors)

  • 유윤섭
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제26권5호
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    • pp.682-687
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    • 2022
  • 터널링 전계효과 트랜지스터(tunneling field-effect transistor; TFET)로 적층된 3차원 적층형 집적회로(monolithic 3D integrated-circuit; M3DIC)에 대한 연구 결과를 소개한다. TFET는 MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)와 달리 소스와 드레인이 비대칭 구조이므로 대칭구조인 MOSFET의 레이아웃과 다르게 설계된다. 비대칭 구조로 인해서 다양한 인버터 구조 및 레이아웃이 가능하고, 그 중에서 최소 금속선 레이어를 가지는 단순한 인버터 구조를 제안한다. 비대칭 구조의 TFET를 순차적으로 적층한 논리 게이트인 NAND 게이트, NOR 게이트 등의 M3DIC의 구조와 레이아웃을 제안된 인버터 구조를 바탕으로 제안한다. 소자와 회로 시뮬레이터를 이용해서 제안된 M3D 논리게이트의 전압전달특성 결과를 조사하고 각 논리 게이트의 동작을 검증한다. M3D 논리 게이트 별 셀 면적은 2차원 평면의 논리게이트에 비해서 약 50% 감소된다.

터널링 전계효과 트랜지스터의 불순물 분포 변동 효과 (Random Dopant Fluctuation Effects of Tunneling Field-Effect Transistors (TFETs))

  • 장정식;이현국;최우영
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권12호
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    • pp.179-183
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    • 2012
  • 3차원 시뮬레이션을 이용하여 터널링 전계효과 트랜지스터(TFET)의 불순물 분포 변동(RDF) 효과에 대해 살펴보았다. TFET의 RDF 효과는 매우 낮은 바디 도핑 농도 때문에 많이 논의되지 않았다. 하지만 본 논문에서는 임의로 생성되고 분포되는 소스 불순물이 TFET의 문턱전압 ($V_{th}$)과 드레인 유기 전류 증가 (DICE), 문턱전압이하 기울기 (SS)의 변화를 증가시킴을 발견하였다. 또한, TFET의 RDF 효과를 감소시킬 수 있는 몇 가지 방법을 제시하였다.

터널 전계 효과 트랜지스터의 양자모델에 따른 특성 변화

  • 이주찬;안태준;유윤섭
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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    • pp.454-456
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    • 2017
  • 다양한 양자모델(Quantum model)을 적용한 터널 전계 효과 트랜지스터(tunnel field effect transistor; TFET)의 전류 및 커패시턴스(Capacitance)-전압 특성을 조사하였다. 사용된 양자 모델은 density gradient, Bohm Quantum Potential(BQP), Vandort quantum correction 모델을 슈뢰딩거-푸아송 모델과 calibration하여 사용하였다. BQP, Vandort, density gradient 모두 구동전류는 감소하였다. BQP를 단독으로 사용한 경우에 SS(subthreshold swing)와 on-set 전압($V_{onset}$)은 일정하지만 구동전류에서만 약 3배 전류가 감소하였으며, BQP와 Vandort 사용한 경우와 density gradient를 사용한 경우에 모두 $V_{onset}$이 약 0.07 eV 이동하였으며, SS가 40 mV/dec 이상으로 증가하였다.

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소스영역으로 오버랩된 게이트 길이 변화에 따른 터널 트랜지스터의 터널링 전류에 대한 연구 (Source-Overlapped Gate Length Effects at Tunneling current of Tunnel Field-Effect Transistor)

  • 이주찬;안태준;심언성;유윤섭
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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    • pp.611-613
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    • 2016
  • TCAD 시뮬레이션을 이용하여 소스영역으로 오버랩된(overlapped) 게이트를 가진 터널링 전계효과 트랜지스터(Tunnel Field-Effect Transistor; TFET)의 오버랩된 게이트 길이에 따른 터널링 전류 특성을 조사하였다. 터널링은 크게 라인터널링과 포인트 터널링으로 구분되는데, 라인터널링이 포인트터널링보다 subthreshold swing(SS), on-current에서 더 높은 성능을 보인다. 본 논문은 Silicon, Germanium, Si-Ge Hetero TFET구조에서 게이트 길이를 소스영역으로 오버랩될 경우에 포인트 터널링과 라인터널링의 효과를 조사해서 SS와 on-current에 최적합한 구조의 가이드라인을 제시한다.

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