Abstract
Graphene is a single layer of carbon material which shows very high electron mobility, so many kinds of research on the devices using graphene layer have been performed so far. Graphene material is adequate for high frequency and fast operation devices due to its higher mobility. In this research, the actual graphene layer is evaluated using RT-CVD method which can be available for mass production. The mobility of $7,800cm^2/Vs$ was extracted, that is more than 7 times of that in silicon substrate. The graphene transistor model having no band gap is evaluated using both of pMOS and nMOS based on the measured mobility values. And then the response of graphene transistor model regarding to gate length and width is examined.
그래핀은 한 원자 두께의 탄소재료로서 전자가 매우 빠른 속도로 이 층을 통과할 수 있기 때문에, 트랜지스터를 비롯한 다양한 디바이스 응용을 위한 연구가 수행되어 왔다. 높은 전자이동도 특성으로 인해 높은 주파수 대역이나 고속 스위치 등의 시스템 응용에 적합하다. 본 연구에서는 양산에 적합한 RT-CVD(Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition) 공정을 이용하여 실리콘 기판 상에 그래핀 층을 형성하고, 다양한 공정조건 최적화를 통해 $7,800cm^2/Vs$의 전자이동도를 추출하였다. 이는 실리콘 기판의 7배 이상 되는 값이고, GaAs 기판보다도 높은 수치이다. 밴드갭이 존재하지 않는 그래핀 기반 트랜지스터 모델링을 위해 pMOS와 nMOS의 모델을 융합하여 적용하였고, 실험을 통해 추출된 전자이동도 값을 적용하였다. 추출된 모델을 이용하여 트랜지스터의 핵심 파라미터 중의 하나인 게이트의 길이와 폭 등에 따른 전기적 특성을 고찰하였다.
