강유전체 층에 유전체 삽입 층이 있는 강유전체 터널 접합의 온-오프 특성 연구
- 주제(키워드) 강유전체 , 강유전체 터널 접합 , ON-OFF 전류 비 , tunneling width , 2단자 소자
- 주제(DDC) 621.381
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 김상완
- 발행년도 2022
- 학위수여년월 2022. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000031838
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 논문에서는 기존의 강유전체 터널 접합의 낮은 ON-OFF 전류 비 개선을 위하여 강유전체 내부에 다양한 종류의 유전체를 삽입한 구조의 강유전체 터널 접합 소자 (ferroelectric tunnel junction: FTJ)를 제작하여 전기적 특성을 분석하였다. 그 결과 1 nm 두께의 HfO2 박막을 강유전체 중앙에 삽입한 FTJ에서 가장 높은 ON-OFF 전류 비를 보였으며, 기존의 금속-강유전체-금속 구조 (metal-ferroelectric-metal: MFM)의 HfZrO2 (HZO)기반 강유전체 터널 접합에 비해 향상된 전기적 스트레스 내구성을 보였다. 이에 반해 ZrO2 또는 Al2O3를 강유전체 내부에 1 nm 두께로 적층한 FTJ 소자들의 경우 낮은 ON-OFF 전류 비를 보였다 HfO2에서 가장 높은 ON-OFF 전류 비를 얻은 이유는 잔류 분극 특성을 비교적 온전히 유지하면서도 내부 절연체의 bandgap이 낮아 전류의 흐름을 방해하지 않으며, OFF-state에는 HfO2가 절연체로 동작하여 HZO에 비해 전자가 이동하기 위해 통과해야 하는 tunneling width를 증가시켜 누설 전류가 효과적으로 제어되기 때문이다.
more목차
제 1 장 서 론 1
제 2 장 이 론 4
제 1 절 강유전체 4
제 2 절 강유전체 내 유전체 삽입 6
제 3 절 강유전체 터널 접합 8
제 3장 소자 제작 11
제 4장 측정 방법 및 결과 14
제 1 절 분극-전계 특성 추출 방법 및 결과 14
제 2 절 FTJ의 ON-OFF 전류 특성 추출 방법 및 결과 19
제 3 절 ON-OFF 전류 비 및 Parameter 분석 23
제 5장 결 론 28
참고문헌 29
Abstract 32
