[논문]나노튜브 직경과 산화막 두께에 따른 탄소나노튜브 전계 효과 트랜지스터의 출력 특성

박종면; 홍신남

doi:10.4313/jkem.2013.26.2.87

나노튜브 직경과 산화막 두께에 따른 탄소나노튜브 전계 효과 트랜지스터의 출력 특성
Output Characteristics of Carbon-nanotube Field-effect Transistor Dependent on Nanotube Diameter and Oxide Thickness 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.26 no.2, 2013년, pp.87 - 91

박종면 (한국항공대학교 항공전자공학과) , 홍신남 (한국항공대학교 항공전자공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Carbon-nanotube field-effect transistors (CNFETs) have drawn wide attention as one of the potential substitutes for metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) in the sub-10-nm era. Output characteristics of coaxially gated CNFETs were simulated using FETToy simulator to reveal the dependence of drain current on the nanotube diameter and gate oxide thickness. Nanotube diameter and gate oxide thickness employed in the simulation were 1.5, 3, and 6 nm. Simulation results show that drain current becomes large as the diameter of nanotube increases or insulator thickness decreases, and nanotube diameter affects the drain current more than the insulator thickness. An equation relating drain saturation current with nanotube diameter and insulator thickness is also proposed.

주제어

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제안 방법

게이트 산화막은 ZrO2, αG= 1, αD= 0으로 설정하였으며, 탄소나노튜브 직경과 산화막 두께를 변화시키며 CNFET의 출력 특성 분석하였다.
본 논문에서는 동축 게이트 구조의 CNFET에 대해 시뮬레이션 하였으며, 단면도를 그림 1에 나타내었다.
본 논문에서는 수치 모델을 도입한 FETToy 시뮬레이터를 [11] 이용하여 시뮬레이션 하였으며, 이때 입력한 파라미터는 탄소나노튜브 직경, 산화막 두께, 산화막 종류, 문턱전압, αG, αD 등이다.
앞의 5개 조건에 대한 출력 특성 이외에도 d_CNT와 t_ox가 3 nm와 6 nm일 때의 나머지 네 조합에 대한 특성을 추가로 시뮬레이션하였다. V_GS= 0.

대상 데이터

본 논문에서는 탄소나노튜브 직경과 산화막 두께가 1.5 nm, 3 nm, 6 nm인 CNFET의 특성을 시뮬레이션하여 분석하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	실리콘 MOSFET의 단채널 효과를 해소하기 위해 어떤 연구가 진행되고 있는가?	실리콘 MOSFET의 채널 길이가 감소됨에 따라 터널링 등의 단채널 효과가 발생하였으며, 이러한 문제점을 해소하여 나노급 영역에서도 우수한 특성을 갖는 트랜지스터를 제작하기 위해 CNT를 전계효과 트랜지스터의 채널 지역에 사용하는 것에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다 [3]. CNFET는 누설전류의 감소, 탄도성 전송 (ballistic transport), 높은 온 (on) 전류 등의 장점이 있어 나노 실리콘 MOSFET의 훌륭한 대안 중에 하나가 될 수 있을 것으로 기대되고 있다.
	CNFET의 장점은?	실리콘 MOSFET의 채널 길이가 감소됨에 따라 터널링 등의 단채널 효과가 발생하였으며, 이러한 문제점을 해소하여 나노급 영역에서도 우수한 특성을 갖는 트랜지스터를 제작하기 위해 CNT를 전계효과 트랜지스터의 채널 지역에 사용하는 것에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다 [3]. CNFET는 누설전류의 감소, 탄도성 전송 (ballistic transport), 높은 온 (on) 전류 등의 장점이 있어 나노 실리콘 MOSFET의 훌륭한 대안 중에 하나가 될 수 있을 것으로 기대되고 있다.
	탄소 나노튜브의 장점은?	1991년 최초로 발견된 이후 탄소 나노튜브(CNT)의 기계적, 열적, 전기적으로 우수한 특성이 지속적으로 밝혀지고 있다. CNT는 강도가 매우 높으며 열전도도는 다이아몬드보다 두 배 정도 크다. 또한 CNT의 전기 저항은 매우 낮으며, 전류 수송 능력은 구리의 약 1,000배에 이르는 것으로 밝혀지고 있다 [1,2]. 이러한 장점들로 인하여 CNT를 이용한 연구가 다양한 분야에서 이루어지고 있다.

참고문헌 (12)

M. P. Anantram and F. Leonard, Rep. Prog. Phys., 69, 507 (2006).

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H. Li, C. Xu, N. Sricastava, and K. Banerjee, IEEE Trans. Elec. Dev., 56, 1799 (2009).

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B. C. Paul, and T. Lee, ACM Journal on Emerging Technologies in Computing System, 3, 12:1 (2007).

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A. Aouaj, A. Bouziane, and A. Nouacry, Proc. Int. Conf. Multimedia Computing and Syst. ICMCS '09 (Ouarzazate, Morocco, 2009) p. 236.
F. Pregaldiny, C. Lallement, and J. B. Kammerer, Proc. IEEE Int. Conf. Design Test Integr. Syst. (DTIS) Nano. Technol. (Tunis, Tunisia, 2006) p. 34.
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A. Rahman, J. Guo, S. Datta, and M. S. Lundstrom, IEEE Trans. Elec. Dev., 50, 1853 (2003).

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NANOHUB Online Simulation and More. Available http://www.nanohub.org (2006).
D. Akinwande, J. Liang, S. Chong, Y. Nishi, and H. S. P. Wong, J. Appl. Phys., 104, 124514 (2008).

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