Rounded-Corner Tunnel Field-Effect Transistors (RC TFETs) for Performance Enhancement
성능향상을 위한 반구형 모서리 모양을 가지는 터널링 전계효과 트랜지스터
- 주제(키워드) 도움말 Tunnel Field-Effect Transistors , Subthreshold Swing
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 최우영
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000058888
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
The size of metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) has been reduced for higher chip density and performance. However, scaling-down of the MOSFETs increases standby power consumption due to exponential increasing off-state leakage current (Ioff). In order to solve this problem, novel abrupt switching devices are required. A tunnel field effect transistor (TFET) is considered as one of the most promising alternatives to a MOSFET because its subthreshold swing (SS) can be lower than 60 mV/dec which is the lowest value of the MOSFETs at room temperature. However, TFETs have suffered from lower on-current (Ion) and higher SS than theoretical prediction, which makes it difficult to use them for high performance applications. In this thesis, rounded-corner tunnel field-effect transistors (RC TFETs) are investigated for higher performance. The p+-doped source region is wrapped around the epi-channel to maximize tunneling cross-sectional area. In order to avoid corner effects, corner rounding is considered in the same manner of FinFETs. Device design optimization through simulation was performed. As a result, the proposed RC TFETs showed higher performance than other conventional devices in terms of SS, Ion, Ion/Ioff ratio.
more초록/요약
금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터 (MOSFET)는 소자 축소화를 통해 높은 집적도 와 성능향상을 이뤄왔다. 하지만 소자 축소 시 기하급수적으로 누설전류가 증가하기 때문에 정적 전력 소모가 증가한다. 이를 극복하기 위해서는 급격한 스위칭을 보이는 새로운 반도체 소자가 필요하다. 터널링 전계효과 트랜지스터 (TFET)은 상온에서 문턱전압 이하 기울기 (SS)가 MOSFET의 물리적 한계인 60 mV/dec 이하로 낮아질 수 있으므로 기존의 MOSFET을 대체 할 수 있는 가장 유망한 소자중 하나로 각광받고 있다. 하지만, TFET은 높은 성능이 요구되는 어플리케이션에서는 구동이 제한되는데 이는 낮은 구동전류와 이론적인 값보다 높은 SS를 갖기 때문이다. 이에 본 논문에서는 성능 향상을 위한 곡선모양의 모서리를 가지는 터널링 전계효과 트랜지스터 (RC TFET)를 제안한다. 소스 영역 위에 에피 채널영역을 형성시키며 FinFET과 마찬가지로 반구형의 모서리를 형성하였으며 시뮬레이션을 통한 소자 최적화 작업을 수행하였다. 결과적으로 제안한 RC TFET은 대조군 소자에 비해 SS, Ion, Ion/Ioff 비율 등에서 우수한 성능을 보였다.
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