[NP_O_11] Biaxial strain 에 따른 ferroelectric 물질의 특성 변화 및 negative capacitance FET 에서의 응용 및 성능 분석.pdf

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Negative Capacitance FET (NC-FET)는 ferroelectric 물질의 negative capacitance 특성을 이용한 steep-slope device로서 차세대 반도체 소자로 주목을 받고 있다. 또한 Strain engineering은 물질의 특성 향상을 위해 많이 이용되고 있고, 물질간의 접합과정에서 epitaxial하게 strain이 인가되는 경우가 많기 때문에, 이에 대한 연구는 중요하다. 이에 따라 본 논문에서는 ferroelectric 물질에 strain을 인가하여 물질의 특성 변화를 분석하였다. 이번 연구에서는 strain 효과를 고려하기 위해서 제1원리 기반의 DFT 계산을 진행하였고, 계산 결과를 바탕으로 NC-FET에 대하여 시뮬레이션을 진행하였다. 시뮬레이션 결과, compressive strain이 증가할수록 Polarization-Energy curve에서 negative capacitance region 부분의 curvature가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 특성 변화를 NC-FET에 적용했을 때, compressive strain이 증가할수록 subthreshold swing(SS)이 감소하는 것을 확인하였고 DIBL값 또한 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이번 연구를 통해 ferroelectric 물질에 strain을 적절히 인가하면 ferroelectric 물질의 특성이 향상됨을 확인하였고, 이를 NC-FET에 적용해본 결과 더욱 더 향상된 성능의 steep-slope device 구현이 가능함을 확인하였다.
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태그: lcaodftlab utb_fet tbm dft_based_negf_2d atomistic_mosfet
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Negative Capacitance FET (NC-FET)는 ferroelectric 물질의 negative capacitance 특성을 이용한 steep-slope device로서 차세대 반도체 소자로 주목을 받고 있다. 또한 Strain engineering은 물질의 특성 향상을 위해 많이 이용되고 있고, 물질간의 접합과정에서 epitaxial하게 strain이 인가되는 경우가 많기 때문에, 이에 대한 연구는 중요하다. 이에 따라 본 논문에서는 ferroelectric 물질에 strain을 인가하여 물질의 특성 변화를 분석하였다. 이번 연구에서는 strain 효과를 고려하기 위해서 제1원리 기반의 DFT 계산을 진행하였고, 계산 결과를 바탕으로 NC-FET에 대하여 시뮬레이션을 진행하였다. 시뮬레이션 결과, compressive strain이 증가할수록 Polarization-Energy curve에서 negative capacitance region 부분의 curvature가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 특성 변화를 NC-FET에 적용했을 때, compressive strain이 증가할수록 subthreshold swing(SS)이 감소하는 것을 확인하였고 DIBL값 또한 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이번 연구를 통해 ferroelectric 물질에 strain을 적절히 인가하면 ferroelectric 물질의 특성이 향상됨을 확인하였고, 이를 NC-FET에 적용해본 결과 더욱 더 향상된 성능의 steep-slope device 구현이 가능함을 확인하였다.
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