누설전류를 고려한 Quasi-MFISFET 소자의 특성

Characteristics of Quasi-MFISFET Device Considering Leakage Current

본 연구에서는 PLZT(10/30/70), PLT(10), PZT(30/70) 강유전체박막을 이용한 quasi-MFISFET (Metal-Ferroelectric- Insulator-Semiconductor FET) 소자를 제작하여 드레인 전류 특성을 조사하였다. 이로부터, quasi-MFISFET 소자의 드레인 전류 크기가 강유전체 박막의 분극 크기에 따라 직접적인 영향을 받으며 결정된다는 사실을 알 수 있었다. 또, ±5V 와 ±10V 의 게이트 전압변화를 주었을 때 메모리 윈도우는 각각 0.5V 와 1.3V 이었고, 강유전체 박막에 인가되는 전압에 의해 만들어지는 항전압의 변동에 따라 메모리 윈도우가 변화된다는 사실을 확인할 수 있었다. MFISFET 소자의 retention 특성을 알아보기 위해 PLZT(10/30/70) 박막의 전기장과 시간지연에 따른 누설전류 특성을 측정하여 전류밀도 상수 JETO, 전기장 의존 요소 K, 시간 의존 요소 m 을 구하고, 이들 파라미터를 이용하여 시간에 따른 전하밀도의 변화를 정량적으로 분석하였다.

In this study, quasi-MFISFET (Metal-Ferroelectric-Insulator-Semiconductor FET) devices are fabricated using PLZT(10/30/70), PLT(10), PZT(30/70) thin film and their drain current properties are investigated. It is found that the drain current of quasi-MFISFET is directly influenced by the polarization strength of ferroelectric thin film. Also, when the gate voltages are ±5 and ±10V, the memory windows are 0.5 and 1.3V, respectively. It means that the memory window is changed with the variation of coercive voltage generated by the voltage applied on ferroelectric thin film. The electric field and the leakage current with time delay of PLZT(10/30/70) thin film are measured to investigate the retention property of MFISFET device. Some material parameters such as current density constant, JETO, electric field dependent factor K and time dependent factor m are obtained. The variation of charge density with time is quantitatively analyzed by using the material parameters.