• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제17권1호
• /
• pp.156-161
• /
• 2017

This work presents a novel structure for junction-less tunneling field effect transistor (JL-TFET) with a floating gate over the source region. Introduction of floating gate instead of fixed metal gate removes the limitation of fabrication process suitability. The proposed device is based on a heavily n-type-doped Si-channel junction-less field effect transistor (JLFET). A floating gate over source region and a control-gate with optimized metal work-function over channel region is used to make device work like a tunnel field effect transistor (TFET). The proposed device has exhibited excellent ID-VGS characteristics, ION/IOFF ratio, a point subthreshold slope (SS), and average SS for optimized device parameters. Electron charge stored in floating gate, isolation oxide layer and body doping concentration are optimized. The proposed JL-TFET can be a promising candidate for switching performances.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
• /
• pp.611-613
• /
• 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.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
• /
• pp.445-447
• /
• 2016

터널링 전계효과 트랜지스터(Tunneling Field-Effect Transistor; TFET) 중에 이중 게이트 TFT(DG-TFET)와 단일 게이트 TFET(SG-TFET)의 구조에 따른 성능 비교를 조사했다. 채널 길이가 30nm 이상, 실리콘 두께 20nm이하, 게이트 절연막 두께는 작아질수록 SG-TFET와 DG-TFET subthrreshold swing과 온 전류 성능이 향상됨을 보였다. 다양한 파라미터에서 DG-TFET의 성능이 SG-TFET 성능보다 향상됨을 보인다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제17권1호
• /
• pp.141-146
• /
• 2017

In this letter, we propose the use of tunneling field effect transistors (TFET) as a biosensor that detects bio-molecules on the gate oxide. In TFET sensors, the charges of target molecules accumulated at the surface of the gate oxide bend the energy band of p-i-n structure and thus tunneling current varies with the band bending. Sensing parameters of TFET sensors such as threshold voltage ($V_t$) shift and on-current ($I_D$) change are extracted as a function of the charge variation. As a result, it is found that the performances of TFET sensors can surpass those of conventional FET (cFET) based sensors in terms of sensitivity. Furthermore, it is verified that the simultaneous sensing of two different target molecules in a TFET sensor can be performed by using the ambipolar behavior of TFET sensors. Consequently, it is revealed that two different molecules can be sensed simultaneously in a read-out circuit since the multi-sensing is carried out at equivalent current level by the ambipolar behavior.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.876-884
• /
• 2017

TCAD 시뮬레이션을 이용하여 소스 영역으로 오버랩된(Overlapped) 게이트를 가진 실리콘(Si), 게르마늄(Ge)과 실리콘-게르마늄(Si-Ge) Hetero 터널 전계효과 트랜지스터(Tunnel Field-Effect Transistor; TFET)의 터널링 전류 특성을 분석하였다. $SiO_2$를 산화막으로 사용한 Si-TFET의 경우에 포인트와 라인 터널링이 모두 나타나서 험프(Hump) 현상이 나타난다. Ge-TFET는 구동전류가 Si-TFET보다 높으나 누설전류가 높고 포인트 터널링이 지배적으로 나타난다. Hetero-TFET의 경우에 구동전류가 높게 나타나고 누설전류는 나타나지 않았으나 포인트 터널링이 지배적으로 나타난다. $HfO_2$를 산화막으로 사용한 Si-TFET의 경우에 라인 터널링의 문턱전압(threshold voltage)이 감소하여 라인 터널링만 나타난다. Ge과 Hetero-TFET의 경우에 포인트 터널링의 문턱전압이 감소하여 포인트 터널링에 의해 동작되며 Ge-TFET는 누설전류가 증가하였고, Hetero-TFET에서 Hump가 나타난다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제12권5호
• /
• pp.2014-2020
• /
• 2017

A compact current model applicable to both single-gate (SG) and double-gate (DG) tunneling field-effect transistors (TFETs) is presented. The model is based on Kane's band-to-band tunneling (BTBT) model. In this model, the well-known and previously-reported quasi-2-D solution of Poisson's equation is used for the surface potential and length of the tunneling path in the tunneling region. An analytical tunneling current expression is derived from expressions of derivatives of local electric field and surface potential with respect to tunneling direction. The previously reported correction factor with three fitting parameters, compensating for superlinear onset and saturation current with drain voltage, is used. Simulation results of the proposed TFET model are compared with those from a technology computer-aided-design (TCAD) simulator, and good agreement in all operational bias is demonstrated. The proposed SG/DG-TFET model is developed with Verilog-A for circuit simulation. A TFET inverter is simulated with the Verilog-A SG/DG-TFET model in the circuit simulator; the model exhibits typical inverter characteristics, thereby confirming its effectiveness.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
• /
• pp.512-513
• /
• 2018

트랩-보조-터널링(Trap-Assisted-Tunneling; TAT)은 실제 터널링 전계 효과 트랜지스터 (TFET)의 임계 이하 기울기를 저하시키고 시뮬레이션에서 고려되어야한다. 그러나, 그 메커니즘은 라인 터널링 타입 L형 TFET(LTFET)에서는 잘 알려져 있지 않았다. 본 연구는 dynamic nonlocal Schenk 모델을 이용한 LTFET의 TAT 메커니즘을 연구한다. 이 연구에서는 터널링 이벤트를 위해서 phonon assisted and direct band가 모두 고려되었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제11권4호
• /
• pp.287-294
• /
• 2011

In this paper, two competing mechanisms determining drain current of tunneling field-effect transistors (TFETs) have been investigated such as band-to-band tunneling and drift. Based on the results, the characteristics of TFETs have been discussed in the tunneling-dominant and drift-dominant region.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
• /
• pp.170-171
• /
• 2016

A surface potential model is introduced for L-shaped tunnel field-effect-transistor(L-TFET). Excellent agreement is obtained when model results are compared with TCAD data.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
• /
• pp.616-618
• /
• 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.