• 제목/요약/키워드: threshold voltage ($V_{th}$)

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DGMOSFET에서 최적의 서브문턱전류제어를 위한 설계 (Design on Optimum Control of Subthreshold Current for Double Gate MOSFET)

  • 정학기;나영일;이종인
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.887-890
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    • 2005
  • DGMOSFET는 CMOS 스케일링의 확장 및 단채널 효과를 보다 효과적으로 제어할 수 있는 유망란 소자이다. 특히 20nm이하의 도핑되지 않은 Si 채널에서 단채널 효과를 제어하는데 가장 효과적이다. 본 논문에서는 DGMOSFET의 해석학적 전송모델을 제시할 것이다. 단채널 효과를 해석학적으로 분석하기 위해 Subthreshold Swing(SS), 그리고 문턱전압 roll-off(${\Delta}V_{th}$) 등을 이용하였다. 여기서 제시된 모델은 이온방출효과와 source-drain 장벽을 통해 캐리어들의 양자 터널링을 포함하여 해석할 것이다. 여기서 제시된 모델은 gate길이, 채널두께, 게이트 산화막 두께 등을 설계하는데 이용할 것이다.

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Tapering과 Ferroelectric Polarization에 의한 3D NAND Flash Memory의 Lateral Charge Migration 분석 (The Analysis of Lateral Charge Migration at 3D-NAND Flash Memory by Tapering and Ferroelectric Polarization)

  • 이재우;이종원;강명곤
    • 전기전자학회논문지
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    • 제25권4호
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    • pp.770-773
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    • 2021
  • 본 논문에서는 tapering과 ferroelectric(HfO2)구조가 적용된 3D NAND flash memory의 프로그램 이후 시간경과에 따른 retention특징을 분석했다. Nitride에 trap된 전자는 시간이 지남에 따라 lateral charge migration이 발생한다. 프로그램 이후 시간이 지남에 따라 trap된 전자가 tapering에 의해 두꺼워진 채널 쪽으로 lateral charge migration이 더 많이 발생하는 것을 확인했다. 또한 Oxide-Nitride-Ferroelectric (ONF) 구조는 polarization에 의해 lateral charge migration이 완화되기 때문에 기존 Oxide-Nitride-Oxide (ONO) 구조 보다 문턱전압(Vth)의 변화량이 줄어든다.

아크릴계 단량체 2-HEA와 EGPA의 조성에 따른 고분자 분산형 액정(PDLC)의 전기광학적 특성 평가 (Effect of 2-HEA and EGPA Composition on the Electro-optical Properties of Polymer Dispersed Liquid Crystal)

  • 최종선;김영대;김소연
    • 공업화학
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    • 제30권2호
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    • pp.205-211
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    • 2019
  • 지난 수십 년 동안 고분자 분산형 액정(polymer dispersed liquid crystal, PDLC)은 전기광학적으로 전환이 가능한 특성으로 인해 빛의 투과도를 자유롭게 조절할 수 있는 smart window를 개발하는 물질로서 주목을 받아왔다. 본 연구에서는 높은 구동전압과 낮은 명암비 등의 PDLC 문제점을 해결하기 위해 아크릴계 단량체 2-hydroxyethyl acrylate (2-HEA)와 ethylene glycol phenyl ether acrylate (EGPA)의 조성이 PDLC의 전기광학 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 상온에서 10 cps 이하의 낮은 점도를 나타내는 2-HEA와 EGPA 단량체를 사용하여 제조하는 경우 보다 쉽게 capillary action에 의해서 indium tin oxide (ITO) glass 사이에 주입하는 공정이 가능하였다. Phenyl group를 포함한 EGPA 단량체가 대부분으로 이루어진 1 : 9인 단량체 혼합물로 만들어진 PDLC cell의 경우 전기장을 인가하지 않은 경우에도 불투명한 상태가 관측되지 않았고 인가 전압에 따라 매우 불안정한 투과율을 나타내었다. Cell gap thickness가 증가함에 따라 문턱전압(threshold voltage, $V_{th}$)과 포화전압(saturation voltage, $V_{sat}$)도 증가하는 경향을 나타내었으며, $20{\mu}m$의 cell gap thickness를 갖는 PDLC cell이 10과 $40{\mu}m$의 경우 보다 상대적으로 높은 명암비를 나타내었다. 특히, 7 : 3 비율의 2-HEA : EGPA 단량체 혼합물을 사용하여 제조된 PDLC cell의 경우가 낮은 구동전압과 높은 명암비의 가장 우수한 전기광학적 특성을 나타내었다.

중성자 조사에 따른 SiC Schottky Diode의 전기적 특성 변화 (The Effect of Neutron Radiation on the Electrical Characteristics of SiC Schottky Diodes)

  • 김성수;강민석;조만순;구상모
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제27권4호
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    • pp.199-202
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    • 2014
  • The effect of neutron irradiation on the properties of SiC Schottky Diode has been investigated. SiC Schottky diodes were irradiated under neutron fluences and compared to the reference samples to study the radiation-induced changes in device properties. The condition of neutron irradiation was $3.1{\times}10^{10}$ $n/cm^2$. The current density after irradiation decreased from 12.7 to 0.75 $A/cm^2$. Also, a slight positive shift (${\Delta}V_{th}$= 0.15 V) in threshold voltage from 0.53 to 0.68 V and a positive change (${\Delta}{\Phi}_B$= 0.16 eV) of barrier height from 0.89 to 1.05 eV have been observed by the neutron irradiation, which is attributed to charge damage in the interface between the metal and the SiC layer.

이온 주입공정에 의한 고 GaAs MESFET의 설계 (A Design of Ion-Implanted GaAs MESFET's Having High Transconductance Characteristics)

  • 이창석;심규환;박형무;박신종
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.789-794
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    • 1986
  • 포화속도 모델을 이용하여 이온주입공정에 의한 GaAs MESFET를 설계하였다. 20KeV의 $Si^+$ 이온 주입공정과 $975^{\circ}C$ 5sec의 RTP 활성화공정에 의해 $V_{th}$가 -0.5V 일때의 gm이 460ms/mm인 MESFET를 설계할 수 있었다.

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Fabrication of Thin Film Transistor Using Ferroelectrics

  • Hur, Chang-Wu;Kim, Jung-Tae
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제2권2호
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    • pp.93-96
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    • 2004
  • The a-Si:H TFT using ferroelectric of $SrTiO_3$ as a gate insulator is fabricated on glass. Dielectric characteristics of ferroelectric are superior to $SiO_2$ and $Si_{3}N_{4}$. Ferroelectric increases on-current, decreases threshold voltage of TFT and also improves breakdown characteristics. The a-SiN:H has optical band gap of 2.61 eV, retractive index of 1.8∼2.0 and resistivity of $10^{13}$~$10^{15}$ $\Omega$cm, respectively. Insulating characteristics of ferroelectrics are excellent because dielectric constant of ferroelectric is about 60∼100 and breakdown strength is over 1MV/cm. TFT using ferroelectric has channel length of 8∼20 $\mu\textrm{m}$ and channel width of 80∼200 $\mu\textrm{m}$. And it shows that drain current is 3.4$\mu\textrm{A}$ at 20 gate voltage, $I_{on}$/$I_{off}$ is a ratio of $10^5$~$10^8$ and $V_{th}$ is 4∼5 volts, respectively. In the case of TFT without ferroelectric, it indicates that the drain current is 1.5 $\mu\textrm{A}$ at 20 gate voltage and $V_{th}$ is 5∼6 volts. With the improvement of the ferroelectric thin film properties, the performance of TFT using this ferroelectric has advanced as a gate insulator fabrication technology is realized.

문턱전압 조절 이온주입에 따른 MCT (MOS Controlled Thyristor)의 스위칭 특성 연구 (Effects of Vth adjustment ion implantation on Switching Characteristics of MCT(MOS Controlled Thyristor))

  • 박건식;조두형;원종일;곽창섭
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권5호
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    • pp.69-76
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    • 2016
  • MCT (MOS Controlled Thyristor)의 전류 구동능력은 도통상태의 MCT를 턴-오프 시킬 수 있는 능력, 즉 off-FET의 성능에 의해 결정되고, MCT의 주된 응용분야인 펄스파워 분야에서는 턴-온 시의 피크전류($I_{peak}$)와 전류상승기울기(di/dt) 특성이 매우 중요하다. 이러한 요구사항을 만족시키기 위해서는 MCT의 on/off-FET 성능 조절이 중요하지만, 깊은 접합의 P-웰과 N-웰을 형성하기 위한 삼중 확산공정과 다수의 산화막 성장공정은 이온주입 불순물의 표면농도를 변화시키고 on/off-FET의 문턱전압($V_{th}$) 조절을 어렵게 한다. 본 논문에서는 on/off-FET의 $V_{th}$를 개선하기 위한 채널영역 문턱전압 이온주입에 대하여 시뮬레이션을 진행하고 이를 토대로 제작한 MCT의 전기적 특성을 비교 평가하였다. 그 결과 문턱전압 이온주입을 진행한 MCT의 경우(활성영역=$0.465mm^2$) $100A/cm^2$ 전류밀도에서의 전압손실($V_F$)은 1.25V, 800V의 어노드 전압에서 $I_{peak}$ 및 di/dt는 290A와 $5.8kA/{\mu}s$로 문턱전압 이온주입을 진행하지 않은 경우와 유사한 특성을 나타낸 반면, $100A/cm^2$의 구동전류에 대한 턴-오프 게이트전압은 -3.5V에서 -1.6V로 감소하여 MCT의 전류 구동능력을 향상시킴을 확인하였다.

Highly stable amorphous indium.gallium.zinc-oxide thin-film transistor using an etch-stopper and a via-hole structure

  • Mativenga, M.;Choi, J.W.;Hur, J.H.;Kim, H.J.;Jang, Jin
    • Journal of Information Display
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    • 제12권1호
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    • pp.47-50
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    • 2011
  • Highly stable amorphous indium.gallium.zinc-oxide (a-IGZO) thin-film transistors (TFTs) were fabricated with an etchstopper and via-hole structure. The TFTs exhibited 40 $cm^2$/V s field-effect mobility and a 0.21 V/dec gate voltage swing. Gate-bias stress induced a negligible threshold voltage shift (${\Delta}V_{th}$) at room temperature. The excellent stability is attribute to the via-hole and etch-stopper structure, in which, the source/drain metal contacts the active a-IGZO layer through two via holes (one on each side), resulting in minimized damage to the a-IGZO layer during the plasma etching of the source/drain metal. The comparison of the effects of the DC and AC stress on the performance of the TFTs at $60^{\circ}C$ showed that there was a smaller ${\Delta}V_{th}$ in the AC stress compared with the DC stress for the same effective stress time, indicating that the trappin of the carriers at the active layer-gate insulator interface was the dominant degradation mechanism.

비정질실리콘 박막 트랜지스터 (Hydrogenated a-Si TFT Using Ferroelectrics)

  • 허창우
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.576-581
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    • 2005
  • 강유전체$(SrTiO_3)$ 박막을 게이트 절연층으로 하여 수소화 된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 유리 기판 위에 제조하였다. 강유전체는 기존의 $SiO_2,\;SiN$ 등과 같은 게이트 절연체에 비하여 유전특성이 매우 뛰어나 TFT의 ON 전류를 증가시키고 문턱전압을 낮추며 항복특성을 개선하여 준다. PECVD에 의하여 증착된 a-Si:H는 FTIR 측정 결과 $2,000cm^{-1}$$876cm^{-1}$에서 흡수 밴드가 나타났으며, $2,000cm^{-1}$$635cm^{-1}$$SiH_1$의 stretching과 rocking 모드에 기인한 것이며 $876cm^{-1}$의 weak 밴드는 $SiH_2$ vibration 모드에 의한 것이다. a-SiN:H는 optical bandgap이 2.61 eV이고 굴절률은 $1.8\~2.0$, 저항률은 $10^{11}\~10^{15}\Omega-cm$ 정도로 실험 조건에 따라 약간 다르게 나타난다. 강유전체$(SrTiO_3)$ 박막의 유전상수는 $60\~100$ 정도이고 항복전계는 IMV/cm 이상으로 우수한 절연특성을 갖고 있다. 강유전체를 이용한 TFT의 채널 길이는 $8~20{\mu}m$, 채널 넓이는 $80~200{\mu}m$로서 드레인 전류가 게이트 전압 20V에서 $3.4{\mu}A$이고 $I_{on}/I_{off}$ 비는 $10^5\~10^8,\;V_{th}$$4\~5\;volts$이다.

Parylene 고분자 유전체 표면제어를 통한 OFET의 소자 안정성 향상 연구 (Improvement of Operating Stabilities in Organic Field-Effect Transistors by Surface Modification on Polymeric Parylene Dielectrics)

  • 서정윤;오승택;최기헌;이화성
    • 접착 및 계면
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    • 제22권3호
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    • pp.91-97
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    • 2021
  • 본 연구는 Parylene C 유전체 표면에 유기 자기조립단분자막(self-assembled monolayer, SAM) 중간층을 도입함으로써 표면특성을 제어하고 최종적으로 유기전계효과 트랜지스터(organic field-effect transistors, OFETs)의 전기적 안정성을 향상시킨 결과를 제시하였다. 유기 중간층을 적용함으로써, Parylene C 게이트 유전체의 표면 에너지를 제어하였으며, OFET의 가장 중요한 성능변수인 전계효과 이동도(field-effect transistor, μFET)와 문턱 전압 (threshold voltage, Vth)의 성능향상과 구동 안정성을 증대시켰다. 단순히 Parylene C 유전체를 적용한 Bare OFET에서 μFET 값은 0.12 cm2V-1s-1가 측정되었으나, hexamethyldisilazane (HMDS)과 octadecyltrichlorosilane (ODTS)를 중간층으로 적용된 소자에서는 각각 0.32과 0.34 cm2V-1s-1로 μFET가 증가하였다. 또한 1000번의 transfer 특성의 반복측정을 통해 ODTS 처리한 OFET의 μFET와 Vth의 변화가 가장 작게 나타남을 확인하였다. 이 연구를 통해 유기 SAM 중간층, 특히 ODTS는 효과적으로 Parylene C 표면을 알킬 사슬로 덮어 극성도를 낮춤과 함께 전하 트래핑을 감소시켜 소자의 전기적 구동 안정성을 증가시킬 수 있음을 확인하였다.