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저전력 회로 응용을 위한 터널링 전계효과 트랜지스터

Tunneling Field-Effect Transistors for Low-Power Circuit Applications

초록/요약

본 논문은 기존의 metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET)을 대체할 수 있는 대안으로 최근 각광받고 있는 tunneling field-effect transistor (TFET)에 관한 연구를 다루고 있다. TFET은 MOSFET에 비하여 매우 작은 subthreshold swing을 보이므로 저전압 구동에 유리하며 단채널 효과에 강한 장점이 있다. 그러나 이러한 TFET의 장점들에 반하여 전류 구동 능력이 MOSFET보다 크게 낮다는 단점도 존재하여 상용화에 어려움이 있다. 본 논문은 이에 대한 대안으로 hetero-gate-dielectric tunneling field-effect transistor (HG TFET)를 제안하여 전류 구동 능력을 획기적으로 높이고 저전압 구동이 가능함을 보였다. 또한 HG TFET의 성능이 기존 TFET에 비하여 on 전류, 캐패시턴스, ambipolar 전류, 인버터 지연 측면에서 우월성을 가지고 있음을 시뮬레이션을 통하여 증명하였다. 제안된 HG TFET은 TFET의 실용화에 중요한 기술적 기반을 마련할 것으로 예상한다.

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초록/요약

In this thesis, a tunneling field-effect transistor (TFET) has been studied as one of the most promising alternatives to a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET). TFETs are suitable for low-power applications thanks to their small subthreshold swing and immunity to short channel effects. In spite of those advantages, low current drivability has been an obstacle to the commercialization of TFETs. Therefore, a hetero-gate-dielectric tunneling field-effect transistor (HG TFET) has been proposed in order to boost current drivability and suppress ambipolar behavior. According to simulation results, HG TFETs show improvements in terms of subthreshold swing, on-current, gate capacitance, ambipolar current and inverter delay. It is expected that the proposed HG TFET will contribute to the commercialization of TFETs.

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