Work-Function Variation Effects of Tunneling Field-Effect Transistors (TFETs)
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 최우영
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000055470
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터 (MOSFET) 소자의 지속적인 축소화가 근본적인 한계에 도달함에 따라 이를 해결하기 위한 차세대 소자에 대한 관심은 더욱 높아지고 있다. 터널링 전계효과 트랜지스터 (TFET)는 문턱전압 이하 기울기 (SS)가 MOSFET의 물리적 한계 이하로 낮아질 수 있다는 점으로 인해 가장 유망한 차세대 소자 중 하나로 각광받고 있다. 그러나 MOSFET과 마찬가지로 통계적 변동성은 TFET 회로 설계에 문제를 일으키며, 가장 주요한 요인 중 하나는 게이트의 일함수 분포 변동 (WFV) 효과이다. 금속 게이트의 도입은 무작위의 grain 결정방향으로 인한 문턱전압 분포 변동을 일으킨다. 본 논문에서는 TFET의 일함수 변동 효과를 분석하고 이를 MOSFET과 비교하였다. 또한, TFET의 일함수 변동 효과를 줄이기 위한 방안으로서 적합한 게이트 물질, grain 크기, 우세한 결정 방향의 영향에 대해 제시하였다.
more초록/요약
As the steady down-scaling of the metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) is approaching its fundamental limits, alternative novel devices become more attractive. A tunneling field-effect transistor (TFET) has been considered as one of the most promising abrupt switching devices because its subthreshold swing (SS) can be smaller than the fundamental limit of a MOSFET. However, as in MOSFETs, the statistical variability of TFETs will be detrimental to TFET circuit design. One of the main sources of variability is work-function variation (WFV). Metal gates introduce additional threshold voltage variation due to different metal grain orientations. Random metal grain orientations result in the WFV. In this thesis, the WFV of TFETs has been analyzed in comparison with that of MOSFETs. In addition, design strategies to suppress the WFV of TFETs have been investigated: the selection of appropriate gate material, the reduction of metal grain size and the selection of preferred orientations.
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