Nonvolatile memory based on tunneling field-effect transistor (TFET) using HfO2 charge trapping layer
하프늄 옥사이드를 전하 저장층으로 사용한 터널링 전계 효과 트랜지스터 구조의 비휘발성 메모리
- 주제어 (키워드) Tunneling field-effect transistor (TFET) , Hafnium oxide (HfO2) , Nonvolatile memory (NVM) , Multi-level cell (MLC) , 터널 전계 효과 트랜지스터 (TFET) , 하프늄 옥사이드 (HfO2) , 비휘발성 메모리(Nonvolatile memory) , 다중 레벨 셀 (Multi-level cell)
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김광수
- 발행년도 2023
- 학위수여년월 2023. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000070039
- UCI I804:11029-000000070039
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록 (요약문)
In this work, we present a nonvolatile memory device of Metal-HighK-Insulator-Semiconductor (MHIS) structure that combines tunneling field-effect transistors (TFETs) and memory characteristics of hafnium oxide for low power memory device implementation and fabricated it using the conventional complementary-metal-oxide-semiconductor (CMOS) process. It is expected that it will be possible to use low operation voltage because it is feasible to exclude the essential blocking oxide layer from an existing flash memory device. The leakage current and on current of TFET can reduce power consumption to enable low power memory operation, and it is expected to be advantageous in terms of integration density as it has less channel length modulation effect than MOSFETs. The device characteristics of fabricated device were verified through measurement using a semiconductor parameter analyzer, and a multi-level cell operation that can further improve integration density have also been demonstrated. The charge trapping-TFET (CT-TFET) proposed in this paper is expected to be a promising memory device in the semiconductor market where high density and low power are essential.
more초록 (요약문)
본 연구에서는 저전력 메모리 소자 구현을 위해 터널링 전계 효과 트랜지스터(TFET)와 하프늄 옥사이드의 메모리 특성을 결합한 MHIS (Metal-HighK-Insulator-Semiconductor) 구조의 비휘발성 메모리 소자에 대하여 제시하였으며, 기존 상보형 금속 산화물 전계 효과 트랜지스터의 공정을 사용하여 실제로 제작하였다. 기존 플래쉬 메모리 소자에서 필수적인 블로킹 산화막의 삭제가 가능하여 낮은 구동 전압 사용이 가능할 것으로 기대된다. TFET의 낮은 누설 전류와 구동 전류는 전력 소모를 감소시켜 저전력 메모리 동작을 가능하게 할 뿐만 아니라, TFET은 MOSFET보다 채널 길이 변조 효과가 적어 집적도 측면에서 이점을 보일 것으로 예상된다. 제작된 소자들은 반도체 파라미터 분석기를 통한 측정을 통해 특성이 검증되었으며, 집적도를 더욱 향상시킬 수 있는 다중 레벨 셀 동작도 증명되었다. 본 논문을 통해 제안된 전하 저장 터널링 전계 효과 트랜지스터(CT-TFET)는 고집적, 저전력이 필수적인 반도체 시장에서 새로운 차세대 메모리 소자가 될 수 있을 것으로 기대한다.
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