• 제목/요약/키워드: Field Effect Mobility

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MoS2 Field Effect Transistor 저전력 고성능 소자 구현을 위한 게이트 구조 설계 최적화

  • 박일후;장호균;김철민;이국진;김규태
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제5회(2016년)
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    • pp.292-294
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    • 2016
  • 이황화몰리브덴을 활용한 전계효과트랜지스터(Field Effect Transistor)는 채널 물질의 우수한 특성으로 차세대 저전력 고성능 스위치와 광전소자로 주목받고있다. Underlap 게이트 구조에서 게이트 길이(L_G), 절연체 두께(T), 절연체 상대유전율(${\varepsilon}_r$)에 따라 변화하는 소자특성을 분석하여 저전력 고성능 $MoS_2$ 전계효과트랜지스터를 위한 게이트 구조 최적화방법을 모색하였다. EDISON simulator 중 Tight-binding NEGF 기반 TMD FET 소자 성능 및 특성 해석용 S/W를 활용하여 게이트 구조에 따른 게이트 전압 - 드레인 전류 상관관계(transfer characteristic)를 얻고, Y-function method를 이용하여 채널 유효전하이동도(Effective Mobility), Sub-threshold Swing, on/off 전류비(on/off current ratio)를 추출하여 비교 분석하였다. 시뮬레이션으로 추출한 소자의 최대 채널 유효전하이동도는 $37cm^2V^{-1}s^{-1}$, on/off 전류비는 $10^4{\sim}10^5$, Sub-threshold Swing은 ~38mV/dec 수준을 보였다.

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하이브리드 MOSFET-CNTFET 기반 SRAM 디자인 방법에 관한 연구 (A Study on the Design Method of Hybrid MOSFET-CNTFET based SRAM)

  • 조근호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.65-70
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    • 2023
  • 높은 캐리어 이동도, 큰 포화 속도, 낮은 고유 정전 용량, 유연성, 그리고 투명성을 장점으로 가진 CNTFET(Carbon NanoTube Field Effect Transistor) 10,000개 이상을 현존하는 반도체 디자인 절차와 공정 프로세서를 활용하여 하나의 반도체 칩에 집적하는데 성공하였다. 제작된 반도체 칩의 3차원 다층 구조와 다양한 CNTFET 생산 공정 연구는 기존 MOSFET과 CNTFET를 하나의 반도체 칩에 함께 사용하는 hybrid MOSFET-CNTFET 반도체 칩 제작에 대한 가능성을 보여주고 있다. 본 논문에서는 hybrid MOSFET-CNTFET을 활용한 6T binary SRAM을 디자인하는 방법에 대해 논하고자 한다. 기존 MOSFET SRAM 또는 CNTFET SRAM 디자인 방법을 활용하여 hybrid MOSFET-CNTFET SRAM을 디자인 하는 방법을 소개하고 그 성능을 기존 MOSFET SRAM 그리고 CNTFET SRAM과 비교하고자 한다.

열처리 공정에 따른 산화물 박막 트랜지스터의 전기적 특성에 관한 연구 (The study on the electrical characteristics of oxide thin film transistors with different annealing processes)

  • 박유진;오민석;한정인
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.25-26
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    • 2011
  • In this paper, we investigated the effect of various annealing processes on the electrical characteristics of oxide thin film transistors (TFTs). When we annealed the TFT devices before and after source/drain (S/D) process, we could observe the different electrical characteristics of oxide TFTs. When we annealed the TFTs after deposition of transparent indium zinc oxide S/D electrodes, the annealing process decreased the contact resistance but increased the resistivity of S/D electrodes. The field effect mobility, subthreshold slope and threshold voltage of the oxide TFTs annealed before and after S/D process were 5.83 and 4.47 $cm^2$/Vs, 1.20 and 0.82 V/dec, and 3.92 and 8.33 V respectively. To analyze the differences, we measured the contact resistances and the carrier concentrations using transfer length method (TLM) and Hall measurement.

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High Quality Vertical Silicon Channel by Laser-Induced Epitaxial Growth for Nanoscale Memory Integration

  • Son, Yong-Hoon;Baik, Seung Jae;Kang, Myounggon;Hwang, Kihyun;Yoon, Euijoon
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제14권2호
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    • pp.169-174
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    • 2014
  • As a versatile processing method for nanoscale memory integration, laser-induced epitaxial growth is proposed for the fabrication of vertical Si channel (VSC) transistor. The fabricated VSC transistor with 80 nm gate length and 130 nm pillar diameter exhibited field effect mobility of $300cm^2/Vs$, which guarantees "device quality". In addition, we have shown that this VSC transistor provides memory operations with a memory window of 700 mV, and moreover, the memory window further increases by employing charge trap dielectrics in our VSC transistor. Our proposed processing method and device structure would provide a promising route for the further scaling of state-of-the-art memory technology.

OTFT 소자의 절연층으로써 두께에 따른 PVP 층의 표면 및 전기적 특성 (The thickness effect on surface and electrical properties of PVP layer as insulator layer of OTFTs)

  • 서충석;박용섭;박재욱;김형진;윤덕용;홍병유
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.245-245
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    • 2008
  • In this work, we describe the characterization of PVP films synthesized by spin-coater method and fabricate OTFTs of a bottom gate structure using pentacene as the active layer and polyvinylphenol (PVP) as the gate dielectric on Au gate electrode. We investigated the surface and electrical properties of PVP layer using an AFM method and MIM structure, and estimated the device properties of OTFTs including $I_D-V_D$, $I_D-V_G$, threshold voltage $V_T$, on/off ratio, and field effect mobility.

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The thermal annealing effect on electrical performances of a-Si:H TFT fabricated on a metal foil substrate

  • Han, Chang-Wook;Nam, Woo-Jin;Kim, Chang-Dong;Kim, Ki-Yong;Kang, In-Byeong;Chung, In-Jae;Han, Min-Koo
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권1호
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    • pp.745-748
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    • 2007
  • Hydrogenated amorphous silicon thin film transistors (a-Si:H TFTs) were fabricated on a flexible metal substrate at $150\;^{\circ}C$. To increase the stability of the flexible a-Si:H TFTs, they were thermally annealed at $230\;^{\circ}C$. The field effect mobility was reduced because of the strain in a- Si:H TFT under thermal annealing.

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Buried Channel 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Buried Channel Polycrystalline Silicon Thin Film Transistor)

  • 박철민;강지훈;유준석;한민구
    • 전자공학회논문지D
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    • 제35D권12호
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    • pp.53-58
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    • 1998
  • 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 이용한 회로의 성능 향상을 위하여 새로운 구조의 4-terminal buried channel poly-Si TFT(BCTFT)를 설계하고 제작하였다. BCTFT는 moderate 도핑이 된 buried channel을 이용하므로 기존의 다결정 실리콘 TFT보다 ON-전류와 전계 효과 이동도가 n-형과 p-형 소자 각각 5배와 10배 향상되었다. BCTFT는 moderate 도핑된 buried 채널과 counter 도핑된 body 사이의 junction 공핍에 의하여 캐리어의 이동이 억제 되므로 OFF-전류가 증가하지 않았다.

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채널에 단일 그레인 경계를 갖는 다결정 실리콘박막 트랜지스터 (An Excimer Laser Annealed Poly-Si Thin Film Transistor Designed for Reduction of Grainboundary Effect)

  • 전재홍
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제52권12호
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    • pp.559-561
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    • 2003
  • We report a new excimer laser annealing method which successfully results in a single grain boundary formation in the channel of polycrystalline silicon thin film transistor. The proposed method is based on lateral grain growth and employs aluminum patterns which act as selective beam mask and lateral heat sink. The maximum grain size obtained by the proposed method is about 1.6${\mu}{\textrm}{m}$ in the length. The grainboundaries should be arranged parallel with the direction of current flow for the best device performance, so we propose a new device fabrication method and a new poly-Si TFT structure. Poly-Si TFT fabricated by the proposed method exhibits considerably improved electrical characteristics, such as high field effect mobility exceeding 240 $cm^2$/Vsec.

Bi-layer channel large grain TFT의 channel width의 변화에 따른 전기적 특성 비교 분석

  • 이원백;박형식;박승만;이준신
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.430-430
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    • 2010
  • MICC 방법으로 제작된 TFT는 large grain과 그에 따른 grain boundary의 감소로 인하여여, 소자의 전기적 특성을 좋게 할 수 있다. 본 연구에서는 bi-layer channel의 large grain size TFT를 제작하여 소자의 전기적 특성을 비교하였다. Channel의 width / length의 크기는 각 각의 경우 $7/5{\times}2$, $10/5{\times}2$, $15/5{\times}2$ (${\mu}m$)로 하였다. 소자의 성능 측정 결과 Field-effect mobility의 경우에는 channel width가 증가할 수록 감소하는 경향성을 나타내었으며, Threshold voltage의 경우에는 조금 감소하는 경향성은 있었으나 변화의 폭이 매우 작았다. Output characteristics 의 경우에는 모든 set에서 좋은 saturation 특성을 보였다. 이것은 current croding이 없었다는 것을 의미하는데, 큰 grain size로 인한 효과로 해석 할 수 있다. 본 연구에서는 bi-layer channel에서 corner effect에 중점을 두어 소자의 전기적 특성 변화에 대하여 논하였다.

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핫픽업 전사기술을 이용한 고성능 WSe2 기반 전계효과 트랜지스터의 제작 (High-performance WSe2 field-effect transistors fabricated by hot pick-up transfer technique)

  • 김현호
    • 접착 및 계면
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    • 제21권3호
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    • pp.107-112
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    • 2020
  • 원자층 두께의 전이금속 칼코겐화합물(transition-metal dichalcogenide, TMD) 기반 반도체 소재는 그래핀과 비슷한 구조의 이차원구조를 지니는 소재로서 조절 가능한 밴드갭 뿐만 아니라 우수한 유연성, 투명성 등 다양한 장점으로 인해 다양한 미래사회의 전자소자에 활용될 수 있는 소재로서 각광받고 있다. 하지만 이러한 TMD 소재들은 수분과 산소에 매우 취약하다는 단점 때문에 대기안정성을 해결할 수 있는 다양한 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 핫픽업 전사기술을 이용하여 TMD 반도체 소재 중 하나인 WSe2 와 이차원 절연체 h-BN와의 수직 헤테로 구조를 제작하여 WSe2의 대기 안정성을 향상시키기 위한 연구를 수행하였으며, h-BN/WSe2 구조를 활용하여 WSe2 기반 고성능 전계효과 트랜지스터 제작에 대한 연구를 수행하였다. 제작된 소자의 전기적 특성을 분석한 결과, h-BN에 의해 표면이 안정화된 WSe2 기반 소자는 대기안정성 뿐만 아니라 150 ㎠/Vs의 상온 정공 이동도, 3×106의 온/오프 전류비, 192 mV/decade의 서브문턱스윙 등 우수한 전기적 특성을 갖는다는 것 또한 확인할 수 있었다.