Landau 파라미터에 따른 음의 정전용량 전계 효과 트랜지스터 (NCFET)의 커패시턴스 매칭
Capacitance Matching of the Negative Capacitance Field-Effect Transistor (NCFET) Depending on Landau Parameters
- 주제(키워드) Landau parameters , NCFET , design guide
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 김상완
- 발행년도 2020
- 학위수여년월 2020. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000030323
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 논문에서는 차세대 저전력, 고효율 반도체 로직 소자인 negative capacitance field-effect transistor (NCFET)을 소개하고, NCFET을 이상적으로 동작 시키기 위해 필요한 디자인 가이드 라인을 제안한다. 특히, 전류-전압 특성에서, 이력현상(hysteresis) 없이 높은 전류를 얻기 위해 필요한 capacitance matching 조건을 강유전체 물질 상수 영향에 따른 관점에서 분석하고, 강유전체 물질 상수를 모델링한 Landau parameter 지침을 제안하였다. 먼저, 금속 게이트-강유전체-절연체-반도체 (metal gate-ferroelectric-insulator-semiconductor: MFIS) 구조로부터, capacitance matching을 유도하고, 의미를 분석하였다. 본 연구 두 번째 과정에서는, 유도한 capacitance matching과 이력현상 사이의 관계를 Landau parameter 관점에서 분석하였다. 수행과정 중, 처음으로, Landau parameter에 따른 NCFET의 inversion charge model과 inversion capacitance model을 유도하고, 제안하였다. 세 번째 과정에서는, capacitance matching과 높은 전류를 얻기 위해 필요한 전압 증폭 조건 사이의 관계를 다뤘다. 마지막으로, 앞서 살펴본 두 관계를 정리하고, Landau parameter 영향에 따른 capacitance matching 가이드 라인을 제안한다. 이번 연구를 통해, 보다 효율적인 NCFET 시뮬레이션 혹은 실험이 가능할 것이라 기대 된다.
more목차
1. 서 론 1
1.1 강유전체 물질 특성: 음의 정전용량 6
1.2 강유전체 물질 사용에 따른 문제점 13
1.3 논문 목적 19
1.4 논문 구성 19
2. Capacitnace matching 20
3. 이력현상 22
3.1 NCFET에 깁스 자유 에너지 적용 22
3.2 NCFET의 inversion charge와 inversion capacitance 28
4. 전압 증폭 34
4.1 전압 증폭 조건 34
4.2 전압 증폭 조건을 만족하기 위한 강유전체 물질 상수모델링 36
5. 결 론 40
참고문헌 44
