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전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.22 no.2, 2018년, pp.499 - 505
김민석 (Dept. of Electrical Engineering, Korea University) , 이경수 (Dept. of Electrical Engineering, Korea University) , 김상식 (Dept. of Electrical Engineering, Korea University)
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Since feedback field-effect transistors (FBFETs) have ideal switching characteristics resulting from feedback phenomenon caused by electrons and holes in the channel region, the researches about FBFET devices have been proposed and demonstrated worldwide recently. The device operated with novel prin...
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| p-i-n 다이오드의 동작원리는? | 피드백 전계효과 트랜지스터는 기본적으로 순방향 전압이 인가된 p-i-n 다이오드에서 동작한다. p-i-n 다이오드의 채널영역 내부에 전자와 정공의 유입을 제한하는 전위 장벽 (potential barrier)을형성하고 이 장벽을 조절함으로써 소자를 동작시키게 되는데 이 전위 장벽 (potential barrier)을형성시키는 방법에 따라 다양한 구조가 제안될 수 있고 각 구조에 따라 장단점이 존재한다. 처음으로 피드백 전계효과 트랜지스터의 특성을 확인한 구조는 그림 1(a)에서 볼 수 있는 게이트 전극 양 옆에 gate-sidewall charge spacer가 존재하는 구조이다 [9]. | |
| 집적도 및 성능향상에 따라 나타나는 문제점은? | 1960년대에 금속-산화막-반도체 전계효과 트랜지스터 (MOSFET)가 발명된 이래로 MOSFET 소자는 집적도 및 성능향상 그리고 공정비용 감소 등을 위해 반세기동안 꾸준히 회로선폭이감소 되어왔다[1]-[3]. 하지만 많은 장점에도 불구하고 소자의 크기가 줄어듦에 따라 누설전류(leakage current)가 크게 증가하게 되고 이로 인해 급격하게 증가한 누설전력 (leakage power)이동적전력 (dynamic power) 소모를 넘어서게 되면서 갈수록 문제점을 심화시키고 있는 상황이다[1]-[3]. MOSFET 소자는 열적 주입 (thermal injection)을 활용하는 동작원리 때문에 60 mV/dec 이하의 문턱전압이하 기울기 (subthreshold swing)를 갖는 것이 이론적으로 불가능하다고 알려져 있다 [2]. | |
| 새로운 동작원리를 가지는 소자에는 어떤 것들이 있는가? | 이 이론적 한계는 기존의 소자로는 누설전력을 줄이기가 어렵다는 것을 의미하고 결국 새로운 동작원리를 가지는 소자의 필요성이 대두되게 된다. 지금까지 터널링 효과를 활용한 터널링 전계효과 트랜지스터 (TFET) [5]-[7], 전자 사태항복을 활용한 충돌 이온화 금속-산화막-반도체 전계효과 트랜지스터 (IMOS) [4],[8], 채널 내의 전자와 정공의 피드백 효과를 활용한 피드백 전계효과 트랜지스터 (FBFET) [9]-[13] 등과 같은 다양한 소자들이 제안되어 왔는데 이중에서도 피드백 전계효과 트랜지스터는 0 mV/dec에 가까운 이상적인 스위칭 특성과 함께 전하 축적에 의한 히스테리시스 특성에 의해 다양한 전자소자로 활용이 가능하기 때문에 최근 활발히 연구되고 있다. |
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오픈액세스 학술지에 출판된 논문
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