MoS₂/p-InP 이종접합 기반 수직형 터널 전계효과 트랜지스터의 전기적 특성 분석 = Steep-Slope Switching in a Gate-Tunable MoS₂/p-InP Vertical Heterojunction Tunnel Field-Effect Transistor

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Steep-slope switching that overcomes the 60 mV/dec subthreshold swing limit of conventional metal-oxidesemiconductor field-effect-transistors （MOSFETs） has attracted significant attention as a key technology for low-power electronic devices. Tunnel field-effect transistors （TFETs） are representative steep-slope device candidates because they control carrier injections based on band-to-band tunneling （BTBT）, enabling switching below 60 mV/dec. In this study, we demonstrate a pInP/n-MoS₂ vertical heterojunction TFET based on n-type MoS₂ and p-type InP. The fabricated device exhibits rectifying output characteristics and a sharp increase in reverse current near VD = - 0.8 V. This behavior is more consistent with Zener tunneling or BTBT than avalanche breakdown. Under reverse-bias operation, the device shows a minimum subthreshold swing （SS） of approximately 15.3 mV/dec and an ION/IOFF of approximately 106 . Temperaturedependent measurements further support BTBT contribution in the steep-switching regime and suggest that trap-assisted tunneling （TAT） may also be involved depending on the gate bias. These results suggest that the p-InP/n-MoS₂ vertical heterojunction is a promising 2D TMD/III–V tunneling platform for low-power steepslope electronic devices.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제1절 연구의 목적 1
• 제2절 연구의 방법 4
• 제2장 p-InP/n-MoS₂ 수직 이종접합 TFET의 제작 및 구조 분석 5
• 제1절 소자 구조 및 제작 공정 개요 5
• 제2절 계면 자연 산화막과 tunneling barrier 고려 11
• 제3장 p-InP/n-MoS₂ 수직 이종접합 TFET의 상온 전기적 특성 및 steep-switching 분석 13
• 제1절 출력 특성 및 역 바이어스 tunneling 13
• 제2절 전달 특성 및 steep-switching 성능 19
• 제3절 온도 의존 특성 및 수송 메커니즘 24
• 제4장 온도 의존 출력 특성 및 NDR 경향 거동 분석 27
• 제1절 게이트 전압에 따른 출력 특성과 NDR 경향 27
• 제5장 게이트 전압 의존성 출력 특성 및 VBTBT 분석 30
• 제1절 게이트 전압에 따른 수송 영역 변화 30
• 제2절 VBTBT의 온도 의존성 및 BTBT 특성 분석 32
• 제6장 결 론 34
• 제7장 측 정 방 법 35
• 참 고 문 헌 36
• ABSTRACT 42