• 제목/요약/키워드: Subthreshold swing voltage

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Zinc Tin Oxide 투명 박막트랜지스터의 특성에 미치는 활성층 두께의 영향 (Thickness Effects of Active Layers on the Properties of Zinc Tin Oxide Transparent Thin Film Transistors)

  • 마대영
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제27권7호
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    • pp.433-437
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    • 2014
  • Transparent thin film transistors were fabricated on $n^+$-Si wafers coated by $Al_2O_3/SiO_2$. Zinc tin oxide (ZTO) films deposited by rf magnetron sputtering were employed for active layers. The mobility (${\mu}s$), threshold voltage ($V_T$), and subthreshold swing (SS) dependances on ZTO thickness were analyzed. The $V_T$ decreased with increasing ZTO thickness. The ${\mu}s$ raised from $5.1cm^2/Vsec$ to $27.0cm^2/Vsec$ by increasing ZTO thickness from 7 nm to 12 nm, and then decreased with ZTO thickness above 12 nm. The SS was proportional to ZTO thickness.

다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 성능에 대한 채널 길이의 영향 (Influence of Channel Length on the Performance of Poly-Si Thin-Film Transistors)

  • 이정석;장창덕;백도현;이용재
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.450-453
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    • 1999
  • In this paper, The relationship between device performance and channel length(1.5-50$\mu$m) in polysilicon thin-film transistors fabricated by SPC technology was Investigated by measuring electric Properties such as 1-V characteristics, field effect mobility, threshold voltage, subthreshold swing, and trap density in grain boundary with channel length. The drain current at ON-state increases with decreasing channel length due to increase of the drain field, while OFF-state current (leakage current) is independent of channel length. The field effect mobility decrease with channel length due to decreasing carrier life time by the avalanche injection of the carrier at high drain field. The threshold voltage and subthreshold swing decrease with channel length, and then increase in 1.5 $\mu$m increase of increase of trap density in grain boundary by impact ionization.

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Si1-xGex Positive Feedback Field-effect Transistor with Steep Subthreshold Swing for Low-voltage Operation

  • Hwang, Sungmin;Kim, Hyungjin;Kwon, Dae Woong;Lee, Jong-Ho;Park, Byung-Gook
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제17권2호
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    • pp.216-222
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    • 2017
  • The most prominent challenge for MOSFET scaling is to reduce power consumption; however, the supply voltage ($V_{DD}$) cannot be scaled down because of the carrier injection mechanism. To overcome this limit, a new type of field-effect transistor using positive feedback as a carrier injection mechanism (FBFET) has been proposed. In this study we have investigated the electrical characteristics of a $Si_{1-x}Ge_x$ FBFET with one gate and one-sided $Si_3N_4$ spacer using TCAD simulations. To reduce the drain bias dependency, $Si_{1-x}Ge_x$ was introduced as a low-bandgap material, and the minimum subthreshold swing was obtained as 2.87 mV/dec. This result suggests that a $Si_{1-x}Ge_x$ FBFET is a promising candidate for future low-power devices.

Growld Plane SOI MOSFET의 단채널 현상 개선 (Reduction of short channel Effects in Ground Plane SOI MOSFET′s)

  • 장성준;윤세레나;유종근;박종태
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권4호
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    • pp.9-14
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    • 2004
  • 매몰 산화층 밑의 실리콘 기판에 자기정렬 방법으로 ground plane 전극을 만든 SOI MOSFET의 단채널 현상과 Punchthrough 특성을 측정·분석하였다. 채널 길이가 $0.2{\mu}m$ 이하의 소자에서는 GP-SOI 소자가 FD-SOI 소자보다 채널 길이에 따른 문턱전압 저하 및 subthreshold swing이 작고 DIBL 현상이 크게 개선됨을 알 수 있었다. 기판전압에 따른 문턱전압 특성으로부터 GP-SOI 소자의 body factor가 FD-SOI 소자보다 큰 것을 알 수 있었다. 그리고 punchthrough 전압 특성으로부터 GP-SOI 소자의 punchthrough 전압이 FD-SOI 소자보다 큰 것을 알 수 있었다.

문턱전압이하 영역에서 이중게이트 MOSFET의 스켈링 이론과 단채널효과의 관계 (Relation of Short Channel Effect and Scaling Theory for Double Gate MOSFET in Subthreshold Region)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권7호
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    • pp.1463-1469
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    • 2012
  • 본 연구에서는 문턱전압이하 영역에서 이중게이트 MOSFET에서 스켈링 이론이 단채널효과에 미치는 영향을 관찰하였다. 기존 MOSFET의 경우 출력특성을 일정하게 유지하기 위하여 스켈링 이론을 적용하여 전류 및 스위칭 주파수를 해석하였다. 이중게이트 MOSFET에서 단채널효과에 대한 스켈링 이론의 적용 결과를 분석하기 위하여 문턱전압, 드레인유기장벽감소 및 문턱전압이하 스윙 등을 스켈링 인자에 따라 관찰하였다. 이를 위하여 이미 검증된 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 이용하였다. 분석결과 단채널효과 중 문턱전압이 스켈링 인자에 가장 큰 영향을 받는다는 것을 관찰하였다. 특히 채널길이에 스켈링 이론을 적용할 때 가중치를 이용한 변형된 스켈링 이론을 적용함으로써 이중게이트 MOSFET에 가장 타당한 스켈링 이론에 대하여 설명하였다.

매몰채널 pMOSFET소자의 서브쓰레쉬홀드 특성 고찰 (Subthreshold characteristics of buried-channel pMOSFET device)

  • 서용진;장의구
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제8권6호
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    • pp.708-714
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    • 1995
  • We have discussed the buried-channel(BC) behavior through the subthreshold characteristics of submicron PMOSFET device fabricated with twin well CMOS process. In this paper, we have guessed the initial conditions of ion implantation using process simulation, obtained the subthreshold characteristics as a function of process parameter variation such as threshold adjusting ion implant dose($D_c$), channel length(L), gate oxide thickness($T_ox$) and junction depth of source/drain($X_j$) using device simulation. The buried channel behavior with these process prarameter variation were showed apparent difference. Also, the fabricated pMOSFET device having different channel length represented good S.S value and low leakage current with increasing drain voltage.

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Effect of Subthreshold Slope on the Voltage Gain of Enhancement Mode Thin Film Transistors Fabricated Using Amorphous SiInZnO

  • Lee, Sang Yeol
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제18권5호
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    • pp.250-252
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    • 2017
  • High-performance full swing logic inverters were fabricated using amorphous 1 wt% Si doped indium-zinc-oxide (a-SIZO) thin films with different channel layer thicknesses. In the inverter configuration, the threshold voltage was adjusted by varying the thickness of the channel layer. The depletion mode (D-mode) device used a TFT with a channel layer thickness of 60 nm as it exhibited the most negative threshold voltage (-1.67 V). Inverters using enhancement mode (E-mode) devices were fabricated using TFTs with channel layer thicknesses of 20 or 40 nm with excellent subthreshold slope (S.S). Both the inverters exhibited high voltage gain values of 30.74 and 28.56, respectively at $V_{DD}=15V$. It was confirmed that the voltage gain can be improved by increasing the S.S value.

비대칭 이중게이트 MOSFET에서 상단과 하단 산화막 두께비가 문턱전압이하 스윙에 미치는 영향 (Influence of Ratio of Top and Bottom Oxide Thickness on Subthreshold Swing for Asymmetric Double Gate MOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.571-576
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    • 2016
  • 비대칭 이중게이트 MOSFET는 다른 상하단 게이트 산화막 두께를 갖는다. 상하단 게이트 산화막 두께 비에 대한 문턱전압이하 스윙 및 전도중심의 변화에 대하여 분석하고자한다. 문턱전압이하 스윙은 전도중심에 따라 변화하며 전도중심은 상하단의 산화막 두께에 따라 변화한다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 문턱전압이하 스윙의 저하 등 단채널효과를 감소시키기에 유용한 소자로 알려져 있다. 포아송방정식의 해석학적 해를 이용하여 문턱전압이하 스윙을 유도하였으며 상하단의 산화막 두께 비가 전도중심 및 문턱전압이하 스윙에 미치는 영향을 분석하였다. 문턱전압이하 스윙 및 전도중심은 상하단 게이트 산화막 두께 비에 따라 큰 변화를 나타냈다. 특히 하단 게이트 전압은 문턱전압이하 스윙에 큰 영향을 미치며 하단게이트 전압이 0.7V 일 때 $0<t_{ox2}/t_{ox1}<5$의 범위에서 문턱전압이하 스윙이 약 200 mV/dec 정도 변화하는 것을 알 수 있었다.

비대칭 DGMOSFET의 문턱전압이하 스윙에 대한 게이트 산화막 의존성 분석 (Analysis for Gate Oxide Dependent Subthreshold Swing of Asymmetric Double Gate MOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.885-890
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    • 2014
  • 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 문턱전압이하 스윙의 게이트 산화막 두께에 대한 변화를 고찰하였으며 이를 위하여 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 구하였다. 특히 포아송방정식을 풀 때 도핑분포함수에 가우시안 함수를 적용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였다. 비대칭 DGMOSFET 소자는 대칭적 구조를 갖는 DGMOSFET와 달리 4단자 소자로서 상단과 하단의 게이트 산화막 두께 및 인가전압을 달리 설정할 수 있다. 비대칭 DGMOSFET의 문턱전압이하 스윙을 상 하단 게이트 산화막 두께 변화에 따라 관찰한 결과, 게이트 산화막 두께에 따라 문턱전압이하 스윙은 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 상 하단 게이트 산화막 두께가 증가할 때 문턱전압이하 스윙 값도 증가하였으며 상단 게이트 산화막 두께의 변화가 문턱전압이하 스윙 값에 더욱 큰 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.

비대칭 DGMOSFET의 산화막 두께와 문턱전압이하 스윙의 관계 분석 (Analysis for Relation of Oxide Thickness and Subthreshold Swing of Asymmetric Double Gate MOSFET)

  • 정학기;정동수
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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    • pp.698-701
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    • 2013
  • 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 문턱전압이하 스윙의 게이트 산화막 두께에 대한 변화를 고찰하였으며 이를 위하여 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 구하였다. 비대칭 DGMOSFET 소자는 대칭적 구조를 갖는 DGMOSFET와 달리 4단자 소자로서 상단과 하단의 게이트 산화막 두께 및 인가전압을 달리 설정할 수 있다. 포아송방정식을 풀 때 전하분포함수에 가우시안 함수를 적용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였다. 비대칭 DGMOSFET의 문턱전압 이하 스윙을 상 하단 게이트 산화막 두께 변화에 따라 관찰한 결과, 게이트 산화막 두께에 따라 문턱전압이하 스윙은 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 상 하단 게이트 산화막 두께가 증가할 때 문턱전압이하 스윙 값도 증가하였으며 상단 게이트 산화막 두께의 변화가 문턱전압이하 스윙 값에 더욱 큰 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.

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