• 제목/요약/키워드: Drain engineering

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누설전류 감소 및 Subthreshold Slope 향상을 위한 Tunneling FET 소자 최적화 (Optimization of Tunneling FET with Suppression of Leakage Current and Improvement of Subthreshold Slope)

  • 윤현경;이재훈;이호성;박종태
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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    • pp.713-716
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    • 2013
  • 전체 채널 길이는 같지만 드레인과 게이트사이의 진성영역 길이(Lin), 드레인 및 소스의 불순물 농도, 유전율, 유전체 두께가 다른 N-채널 Tunneling FET의 특성을 비교 분석하였다. 사용된 소자는 SOI 구조의 N-채널 Tunneling FET이다. 진성영역 길이는 30~70nm, 드레인 dose 농도는 $2{\times}10^{12}cm^{-2}{\sim}2{\times}10^{15}cm^{-2}$, 소스 dose 농도는 $1{\times}10^{14}cm^{-2}{\sim}3{\times}10^{15}cm^{-2}$, 유전율은 3.9~29이고, 유전체 두께는 3~9nm이다. 소자 성능 지수는 Subthreshold slope(S-slope), On/off 전류비, 누설전류이다. 시뮬레이션 결과 진성영역 길이가 길며 드레인 농도가 낮을수록 누설전류가 감소한 것을 알 수 있었다. S-slope은 소스의 불순물 농도와 유전율이 높으며 유전체 두께는 얇을수록 작은 것을 알 수 있었다. 누설전류와 S-slope을 고려하면 N-채널 TFET 소자 설계 시 진성영역 폭이 넓으며 드레인의 불순물 농도는 낮고, 소스 농도와 유전율이 높으며 유전체 두께는 얇게 하는 것이 바람직하다.

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고전압 β-산화갈륨(β-Ga2O3) 전력 MOSFETs (High Voltage β-Ga2O3 Power Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors)

  • 문재경;조규준;장우진;이형석;배성범;김정진;성호근
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제32권3호
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    • pp.201-206
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    • 2019
  • This report constitutes the first demonstration in Korea of single-crystal lateral gallium oxide ($Ga_2O_3$) as a metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor (MOSFET), with a breakdown voltage in excess of 480 V. A Si-doped channel layer was grown on a Fe-doped semi-insulating ${\beta}-Ga_2O_3$ (010) substrate by molecular beam epitaxy. The single-crystal substrate was grown by the edge-defined film-fed growth method and wafered to a size of $10{\times}15mm^2$. Although we fabricated several types of power devices using the same process, we only report the characterization of a finger-type MOSFET with a gate length ($L_g$) of $2{\mu}m$ and a gate-drain spacing ($L_{gd}$) of $5{\mu}m$. The MOSFET showed a favorable drain current modulation according to the gate voltage swing. A complete drain current pinch-off feature was also obtained for $V_{gs}<-6V$, and the three-terminal off-state breakdown voltage was over 482 V in a $L_{gd}=5{\mu}m$ device measured in Fluorinert ambient at $V_{gs}=-10V$. A low drain leakage current of 4.7 nA at the off-state led to a high on/off drain current ratio of approximately $5.3{\times}10^5$. These device characteristics indicate the promising potential of $Ga_2O_3$-based electrical devices for next-generation high-power device applications, such as electrical autonomous vehicles, railroads, photovoltaics, renewable energy, and industry.

Organic field-effect transistors with step-edge structure

  • Kudo, Kazuhiro
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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    • pp.91-93
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    • 2008
  • The organic field-effect transistors with step-edge structure were fabricated. Source and drain electrodes were obliquely deposited by vacuum evaporation. The step-edge of the gate electrode serve as a shadow mask, and the short channel is formed at the step-edge. The excellent device performances were obtained.

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Class F 전력 증폭기의 드레인 전압 변화에 따른 고조파 조정 회로의 최적화 (Optimization of Harmonic Tuning Circuit vary as Drain Voltage of Class F Power Amplifier)

  • 이종민;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권1호
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    • pp.102-106
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    • 2009
  • 본 논문은 EER(Envelope Elimination and Restoration)에 적용된 class F 전력 증폭기의 드레인 전압의 변화에 따른 출력 정합회로의 최적화에 대하여 연구하였다. EER 구조에 적용된 class F PA의 PAE(Power Added Efficiency)를 개선하기 위해 고조파 조정 회로에 Varactor 다이오드를 사용하였다. 포락선의 변화에 따라 2차 고조파는 단락 시키고 3차 고조파는 개방 시키도록 설계되었으며 본 논문에서 제안된 고조파 조정 회로를 통해 드레인 전압이 25 V에서 30 V까지 변화할 때 수 %의 PAE 개선 효과를 얻을 수 있었다.

Cr- 및 Ni- 소스/드레인 쇼트키 박막 트랜지스터의 장벽 특성에 대한 실험 및 모델링 연구 (Experimental and Simulation Study of Barrier Properties in Schottky Barrier Thin-Film Transistors with Cr- and Ni- Source/Drain Contacts)

  • 정지철;문경숙;구상모
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제23권10호
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    • pp.763-766
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    • 2010
  • By improving the conducting process of metal source/drain (S/D) in direct contact with the channel, schottky barrier metal-oxide-semiconductor field effect transistors (SB MOSFETs) reveal low extrinsic parasitic resistances, offer easy processing and allow for well-defined device geometries down to the smallest dimensions. In this work, we investigated the arrhenius plots of the SB MOSFETs with different S/D schottky barrier (SB) heights between simulated and experimental current-voltage characteristics. We fabricated SB MOSFETs using difference S/D metals such as Cr (${\Phi}_{Cr}$ ~4.5 eV) and Ni (${\Phi}_{Ni}$~5.2 eV), respectively. Schottky barrier height (${\Phi}_B$) of the fabricated devices were measured to be 0.25~0.31 eV (Cr-S/D device) and 0.16~0.18 eV (Ni-S/D device), respectively in the temperature range of 300 K and 475 K. The experimental results have been compared with 2-dimensional simulations, which allowed bandgap diagram analysis.

Performance Optimization of LDMOS Transistor with Dual Gate Oxide for Mixed-Signal Applications

  • Baek, Ki-Ju;Kim, Yeong-Seuk;Na, Kee-Yeol
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제16권5호
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    • pp.254-259
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    • 2015
  • This paper reports the optimized mixed-signal performance of a high-voltage (HV) laterally double-diffused metaloxide-semiconductor (LDMOS) field-effect transistor (FET) with a dual gate oxide (DGOX). The fabricated device is based on the split-gate FET concept. In addition, the gate oxide on the source-side channel is thicker than that on the drain-side channel. The experiment results showed that the electrical characteristics are strongly dependent on the source-side channel length with a thick gate oxide. The digital and analog performances according to the source-side channel length of the DGOX LDMOS device were examined for circuit applications. The HV DGOX device with various source-side channel lengths showed reduced by maximum 37% on-resistance (RON) and 50% drain conductance (gds). Therefore, the optimized mixed-signal performance of the HV DGOX device can be obtained when the source-side channel length with a thick gate oxide is shorter than half of the channel length.

질화갈륨계 고전자이동도 트랜지스터에 대한 불소계 고분자 보호막의 영향 (Influence of Perfluorinated Polymer Passivation on AlGaN/GaN High-electron-mobility Transistors)

  • 장수환
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권4호
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    • pp.511-514
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    • 2010
  • 불소계 고분자 물질인 $Cytop^{TM}$ 박막을 간단하고 경제적인 스핀코팅 방법을 이용하여 반도체 표면에 선택적으로 형성시킨 후, AlGaN/GaN HEMT 소자의 반도체 보호막(passivation layer)으로써 활용가능성을 고찰하기 위하여 전기적 특성이 분석되었다. $Cytop^{TM}$ 보호막이 적용된 AlGaN/GaN HEMT 소자와 적용되지 않은 소자의 게이트 래그 특성이 비교되었다. 보호막이 적용된 소자는 dc 대비 65%의 향상된 펄스 드레인 전류를 보였다. HEMT 소자의 rf 특성이 측정되었으며, $Cytop^{TM}$ 박막이 적용된 소자는 PECVE $Si_3N_4$ 보호막이 적용된 소자와 유사한 소자 특성을 나타냈다. 이는 게이트와 드레인 사이에 존재하는 표면상태 트랩의 보호막에 의한 감소에 의한 것으로 판단된다.

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.

누출이 헬름홀츠 공명기의 소음저감 특성에 미치는 영향 (Effect of Leakage on the Noise Reduction Characteristics of Helmholtz Resonator)

  • 이일재
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.634-640
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    • 2009
  • Helmholtz resonator has been used, especially in intake and exhaust systems of vehicles, due to its good noise reduction characteristics at low frequencies. Many approaches have been developed to predict the acoustic behavior of the resonator with the assumption that there is no leakage from the resonator. However, its behavior may be affected by leakage which may exist in manufacturing processes or on purpose. This study investigates the effect of leakage on the noise reduction characteristics of Helmholtz resonator with two practical examples. One is a resonator with a gap between baffle and housing of the resonator and the other one is a resonator with two drain holes on the baffle. The measured transmission loss shows that the resonance frequencies are considerably shifted to higher frequency due to the leakage. The Boundary Element Method was applied to predict the transmission loss of the Helmholtz resonator with drain holes. The comparison between the measured and predicted transmission loss shows that the acoustic impedance of the holes is essential for accurate predictions of the transmission loss.