지식나눔

FETs device 에서의 dielectric 의 역할

일반적인 field effect transistor (FET) device 에서의 SiO2 등과 같은 절연막의 역할이 무엇인지, 그 두께가 보통 수백 나노 정도로 유지가 되는데 그 두께의 영향들에 대해 답변 부탁드립니다. 관련 참고자료도 함께 첨부해 주신다면 더욱 더 감사하겠습니다.
  • FETs
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답변 3
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    안길홍님의 답변

    Gate로써 SiO2를 사용하는 표면전계 트랜지스터를 MOS FET라고 부릅니다. Gate 소재의 동향은 High-k물질로써 가능한 얇게 적용하는 추세이며, Gate에 전압을 가하게 되면 양전하(정공,+h)가 gate의 아래쪽으로 밀려나고 표면에 반전층이 형성되어 polysilicon으로 부터 음전하(전자, -e)가 밀려 올라옵니다. 따라서 NPN 타입의 크랜지스터가 마치 NNN타입과 같이 되어서 소스와 드레인 양족으로 전류가 흐르게 되는 원리입니다.
    Gate로써 SiO2를 사용하는 표면전계 트랜지스터를 MOS FET라고 부릅니다. Gate 소재의 동향은 High-k물질로써 가능한 얇게 적용하는 추세이며, Gate에 전압을 가하게 되면 양전하(정공,+h)가 gate의 아래쪽으로 밀려나고 표면에 반전층이 형성되어 polysilicon으로 부터 음전하(전자, -e)가 밀려 올라옵니다. 따라서 NPN 타입의 크랜지스터가 마치 NNN타입과 같이 되어서 소스와 드레인 양족으로 전류가 흐르게 되는 원리입니다.
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    이대식님의 답변

    MOSFET역할은 앞에 분이 잘 정리하셨는데요. 최근에 절연막 두께는 소자의 집적도가 높아지면서, 절연막 두께도 얇아지고 있는 추세이지요. 절연막이 얇아짐에 따라서, breakdown 전압이 낮아지고, turn on 시에 강전계가 걸리면서 절연막이 깨어질 위험성도 높아져서, 이런 위험성을 완화 시키거나, 최적화하는 것이 중요합니다. 최근에 읽기 좋은 한글 자료도 있어, 몇 개 올려봅니다.
    MOSFET역할은 앞에 분이 잘 정리하셨는데요. 최근에 절연막 두께는 소자의 집적도가 높아지면서, 절연막 두께도 얇아지고 있는 추세이지요. 절연막이 얇아짐에 따라서, breakdown 전압이 낮아지고, turn on 시에 강전계가 걸리면서 절연막이 깨어질 위험성도 높아져서, 이런 위험성을 완화 시키거나, 최적화하는 것이 중요합니다. 최근에 읽기 좋은 한글 자료도 있어, 몇 개 올려봅니다.
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    김영기님의 답변

    전계 효과 트랜지스터 FET(Field Effect Transistor)란 입력 전압에 의해서 트랜지스터의 두 단자 사이에 흐르는 전류가 조절되는 소자로서 전계 효과 (Field Effect): 트랜지스터에 인가되는 전압에 의해 전계가 형성되고, 전계의 세기에 의해 전류가 제어되는 현상 구조에 따라 분류하면 1)금속-산화물-반도체 FET (Metal-Oxide-Semiconductor FET: MOSFET) - 제어 단자가 산화물에 의해 절연되며 대표적으로 SiO2가 있음 - MOSFET이 JFET보다 후에 개발되었으나 오늘날 대부분의 IC에 사용됨 2) 접합 FET (Junction FET: JFET) - 제어 단자가 PN 접합으로 형성됨 자세한 사항은 첨부파일 참고하세요.
    전계 효과 트랜지스터 FET(Field Effect Transistor)란 입력 전압에 의해서 트랜지스터의 두 단자 사이에 흐르는 전류가 조절되는 소자로서 전계 효과 (Field Effect): 트랜지스터에 인가되는 전압에 의해 전계가 형성되고, 전계의 세기에 의해 전류가 제어되는 현상 구조에 따라 분류하면 1)금속-산화물-반도체 FET (Metal-Oxide-Semiconductor FET: MOSFET) - 제어 단자가 산화물에 의해 절연되며 대표적으로 SiO2가 있음 - MOSFET이 JFET보다 후에 개발되었으나 오늘날 대부분의 IC에 사용됨 2) 접합 FET (Junction FET: JFET) - 제어 단자가 PN 접합으로 형성됨 자세한 사항은 첨부파일 참고하세요.
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