KR101137259B1 - Tunneling field effect transistor for low power applications - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터널링 전계효과 트랜지스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소스영역과 채널영역이 서로 마주보는 구조를 채택함으로써, 터널링 전류가 흐르는 면적을 증가시켜 구동전류의 향상은 물론 터널링 접합 두께가 소스와 채널 사이의 매우 얇은 반도체 막의 두께로 규정되어 급격한 구동전류의 변화를 가능하게 할 수 있어, 저전력 고효율 전자제품에 응용될 수 있는 터널링 전계효과 트랜지스터에 관한 것이다.The present invention relates to a tunneling field effect transistor, and more particularly, by adopting a structure in which a source region and a channel region face each other, an area in which a tunneling current flows is increased to improve driving current as well as a tunneling junction thickness of the source and channel. The present invention relates to a tunneling field effect transistor that can be defined by the thickness of a very thin semiconductor film therebetween, which can enable a drastic change in driving current, and thus can be applied to low power and high efficiency electronic products.

Description

저전력 응용을 위한 터널링 전계효과 트랜지스터{TUNNELING FIELD EFFECT TRANSISTOR FOR LOW POWER APPLICATIONS}TUNNELING FIELD EFFECT TRANSISTOR FOR LOW POWER APPLICATIONS

본 발명은 터널링 전계효과 트랜지스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소스영역과 채널영역이 서로 마주보는 구조를 채택함으로써, 터널링 전류가 흐르는 면적을 증가시켜 구동전류의 향상은 물론 터널링 접합 두께가 소스와 채널 사이의 매우 얇은 반도체 막의 두께로 규정되어 급격한 구동전류의 변화를 가능하게 할 수 있어, 저전력 고효율 전자제품에 응용될 수 있는 터널링 전계효과 트랜지스터에 관한 것이다.The present invention relates to a tunneling field effect transistor, and more particularly, by adopting a structure in which a source region and a channel region face each other, an area in which a tunneling current flows is increased to improve driving current as well as a tunneling junction thickness of the source and channel. The present invention relates to a tunneling field effect transistor that can be defined by the thickness of a very thin semiconductor film therebetween, which can enable a drastic change in driving current, and thus can be applied to low power and high efficiency electronic products.

터널링 전계효과 트랜지스터(Tunneling Field Effect Transistor: TFET)는 일본의 Hitachi와 영국의 Cambridge 대학에서 그 개념이 최초로 제안되었으나, 1990년대에는 기존의 MOSFET 축소화가 무리없이 진행되었고 에너지 문제도 심각하지 않은 상황이었으므로 터널링 트랜지스터는 널리 연구되지는 못하였다. Tunneling Field Effect Transistors (TFETs) were first proposed at Hitachi in Japan and Cambridge University in the UK.However, in the 1990s, tunneling was not possible because the reduction of existing MOSFETs was inevitable and the energy problem was not serious. Transistors have not been widely studied.

그러나, 2000년대에 들어서 MOSFET의 축소화의 한계가 임박하고 에너지 문제도 심각해지면서, 이에 대한 해법의 하나로 터널링 트랜지스터 연구는 각광을 받게 되었다. However, in the 2000s, as the limit of MOSFET miniaturization was imminent and the energy problem became serious, the tunneling transistor research came into the spotlight as one solution.

이는 반도체 소자의 크기가 작아지고 성능이 향상되는 반대급부로 전력의 소모가 증가하게 되면서, 기존의 MOSFET을 대체하거나 보완할 소자 개발의 필요성이 대두하게 되었기 때문이다.This is because as the size of semiconductor devices decreases and performance increases, power consumption increases, and there is a need for developing devices to replace or supplement existing MOSFETs.

기존의 MOSFET은 문턱전압이하 기울기(Subthreshold Swing: SS)가 상온에서 60mV/dec 이하로 낮아질 수 없는 물리적 한계가 있어, 구동전압이 낮아지면 상당한 성능 저하가 발생하는 근본적인 문제점이 있어 왔다. Conventional MOSFETs have a physical limitation that the subthreshold swing (SS) cannot be lowered below 60mV / dec at room temperature, and there is a fundamental problem that a significant performance degradation occurs when the driving voltage is lowered.

하지만 터널링 전계효과 트랜지스터는 기존 MOSFET의 열전자 방출 (thermionic emission)과는 상이한 터널링 방식으로 전자나 홀의 흐름을 제어하므로 입력전압(구동전압)의 미세한 변화가 출력전류의 큰 변화로 이어질 수 있다.However, the tunneling field effect transistor controls the flow of electrons or holes in a tunneling scheme different from that of conventional MOSFETs, so that a small change in the input voltage (driving voltage) can lead to a large change in the output current.

이는 ON/OFF 상태의 변화가 게이트 전압의 변화에 따라 매우 급격하게 일어남을 시사하며, 낮은 문턱전압이하 기울기(SS)가 가능함을 의미한다. This suggests that the change of ON / OFF state occurs very rapidly in accordance with the change of the gate voltage, and it means that the lower SS may be lower than the threshold voltage SS.

따라서, 터널링 전계효과 트랜지스터는 1V 이하의 매우 낮은 구동전압 조건에서도 정상적인 동작이 가능할 것으로 예상하고 있으므로, 터널링 트랜지스터를 이용하면 전력을 적게 소모하면서 기존의 MOSFET과 유사한 성능을 얻을 수 있게 되어 고에너지 효율의 반도체 소자를 구현할 수 있을 것으로 기대되어 왔다.Therefore, the tunneling field effect transistor is expected to be able to operate normally even at a very low driving voltage of 1V or less. Therefore, the tunneling transistor can achieve similar performance to that of a conventional MOSFET while consuming less power. It is expected that semiconductor devices can be implemented.

이러한 터널링 전계효과 트랜지스터는 기본적으로, 도 1과 같이, 통상의 MOSFET과 달리 채널영역(210) 양측으로 서로 반대극성을 갖는 불순물로 소스(220)/드레인(240)을 형성하는 구조를 갖는다.The tunneling field effect transistor basically has a structure in which the source 220 / the drain 240 are formed of impurities having opposite polarities to both sides of the channel region 210, unlike the conventional MOSFET.

예컨대, n 채널 TFET인 경우, 매몰산화막(100) 상의 P형, N형 혹은 진성 SOI 기판에 채널영역(210) 양측으로 소스(220)는 P+ 영역, 드레인(240)은 N+ 영역으로 형성된다. 여기서, P+ 영역은 P형 불순물의 고농도 도핑층을, N+ 영역은 N형 불순물의 고농도 도핑층을 각각 말한다(이하, 동일함). For example, in the case of an n-channel TFET, a source 220 is formed as a P + region and a drain 240 is formed as an N + region on both sides of the channel region 210 on a P-type, N-type, or intrinsic SOI substrate on the buried oxide film 100. Here, the P + region refers to a high concentration doped layer of P-type impurities, and the N + region refers to a high concentration doped layer of N-type impurities (hereinafter, the same).

상기와 같은 구조에서, 게이트절연막(300) 상의 게이트(400)에 + 구동전압이 인가되고, 소스(220) 및 드레인(240)에 역바이어스 전압이 각각 인가하게 되면, 도 2와 같이, 채널영역(210)과 소스(220) 사이에 에너지 밴드 경사를 갖는 접합(junction)이 형성되어 양자역학적 터널링에 의한 구동전류(ION)가 흐르게 된다.In the above structure, when the + driving voltage is applied to the gate 400 on the gate insulating film 300 and the reverse bias voltage is applied to the source 220 and the drain 240, respectively, as shown in FIG. A junction having an energy band inclination is formed between the 210 and the source 220 so that a driving current I ON due to quantum mechanical tunneling flows.

그러나, 기존 터널링 전계효과 트랜지스터는, 도 3에서 본 발명과 대비되도록 도시된 바와 같이, 게이트 전압의 증가에 따라 채널영역에 형성되는 반전층(inversion layer) 혹은 축적층(accumulation layer)이 각각 P+ 혹은 N+ 영역의 경계면(junction plane)과 수직하게 접촉하는 방식으로 터널링 접합이 형성되어, 터널링이 발생되는 터널링 접합의 면적이 협소하고, 밴드간 터널링 장벽의 두께가 pn접합의 공핍영역의 점진적 변화에 의존하므로, 기존 MOSFET의 구동전류에 비하여 낮은 전류값을 갖는 문제점이 있어 왔다.However, in the conventional tunneling field effect transistor, as shown in FIG. 3 in contrast to the present invention, an inversion layer or an accumulation layer formed in the channel region according to an increase in the gate voltage is P + or respectively. The tunneling junction is formed in a vertical contact with the junction plane of the N + region, so that the area of the tunneling junction where the tunneling occurs is narrow, and the thickness of the interband tunneling barrier depends on the gradual change of the depletion region of the pn junction. Therefore, there has been a problem that the current value is lower than the driving current of the conventional MOSFET.

이에, 본 발명자는 기존 터널링 전계효과 트랜지스터의 문제점은 반전층(inversion layer) 혹은 축적층(accumulation layer)으로 형성된 채널의 방향이 각각 P+ 혹은 N+ 영역의 경계면(junction plane)과 수직하게 접촉하게 됨으로써, 터널링이 발생되는 터널링 접합의 면적이 협소하고, 밴드간 터널링 장벽의 두께가 pn접합의 공핍영역의 점진적 변화에 의존하기 때문이라는 것을 인식하고, 이를 개선할 수 있는 구조, 즉 터널링 접합 면적을 높이면서 터널링 장벽의 두께를 특정 두께 이하로 한정시켜 높은 구동전류와 급격한 구동전류의 변화가 가능하여 저전력 고효율 전자제품에 응용될 수 있는 터널링 전계효과 트랜지스터의 구조를 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.Accordingly, the inventors of the present invention have a problem in that the tunneling field effect transistor has a direction in which a channel formed of an inversion layer or an accumulation layer contacts the junction plane of the P + or N + region, respectively. Recognizing that the area of the tunneling junction where tunneling occurs is narrow and the thickness of the interband tunneling barrier is dependent on the gradual change of the depletion region of the pn junction, while increasing the structure that can improve the tunneling junction area, It is an object of the present invention to provide a structure of a tunneling field effect transistor that can be applied to low power and high efficiency electronics by limiting the thickness of the tunneling barrier to a thickness less than or equal to a specific driving voltage.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 터널링 전계효과 트랜지스터는 함몰 부위를 갖는 반도체 기판과; 상기 반도체 기판의 함몰 부위 상에 일정 두께로 형성된 반도체층과; 상기 반도체층 상에 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 상에 상기 함몰부위를 채우며 형성된 게이트와; 상기 게이트 양측으로 상기 반도체 기판에 형성된 P+ 영역과 N+ 영역을 포함하여 구성되거나, 일측이 돌출된 메사 구조를 갖는 반도체 기판과; 상기 반도체 기판 상에 일정 두께로 형성된 반도체층과; 상기 반도체층 상에 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 상의 상기 반도체 기판의 측벽에 형성된 게이트와; 상기 게이트 양측으로 상기 반도체 기판에 형성된 P+ 영역과 N+ 영역을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the tunneling field effect transistor according to the present invention comprises a semiconductor substrate having a recessed portion; A semiconductor layer formed to a predetermined thickness on the recessed portion of the semiconductor substrate; A gate insulating film formed on the semiconductor layer; A gate formed on the gate insulating layer to fill the recessed portion; A semiconductor substrate including a P + region and an N + region formed on both sides of the gate, or having a mesa structure protruding from one side; A semiconductor layer formed on the semiconductor substrate with a predetermined thickness; A gate insulating film formed on the semiconductor layer; A gate formed on a sidewall of the semiconductor substrate on the gate insulating film; And a P + region and an N + region formed in the semiconductor substrate at both sides of the gate.

여기서, 상기 반도체층은 상기 반도체 기판과 동일한 타입의 반도체 물질이고 상기 게이트에 인가되는 전압에 따라 채널이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.Here, the semiconductor layer is a semiconductor material of the same type as the semiconductor substrate, it is preferable that the channel is formed according to the voltage applied to the gate.

본 발명은 게이트가 P+ 영역과 N+ 영역 중 적어도 하나와 게이트 절연막 및 반도체층을 사이에 두고 접하도록 형성함으로써, 반도체층에 형성된 채널이 소스영역(P+ 혹은 N+ 영역)과 서로 마주보며 형성될 수 있도록 하여, 터널링 전류가 흐르는 면적을 증가시켜 구동전류의 향상은 물론 터널링 접합 두께가 소스와 채널 사이의 반도체층 두께로 규정되어 급격한 구동전류의 변화를 가능하게 한 효과가 있다.According to the present invention, a gate is formed to be in contact with at least one of a P + region and an N + region, and a gate insulating layer and a semiconductor layer interposed therebetween, so that channels formed in the semiconductor layer can be formed to face the source region (P + or N + region). Accordingly, the tunneling current flows to increase the driving current, and the tunneling junction thickness is defined as the thickness of the semiconductor layer between the source and the channel, thereby enabling a drastic change in the driving current.

도 1은 종래 터널링 전계효과 트랜지스터(n 채널 TFET)의 기본 구조를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 n 채널 TFET 구조에서 소스/드레인에 역바이어스, 게이트에 +전압이 각각 인가될 때 P+ 영역(소스영역)과 접한 채널영역 사이에 터널링 접합으로 터널링 전류(ON CURRENT: ION)가 발생됨을 보여주는 에너지 밴드도이다.
도 3은 기존 기술과 본 발명에 따른 터널링 전계효과 트랜지스터의 동작원리를 비교하기 위한 개념도이다.
도 4 및 도 6은 각각 본 발명에 따른 터널링 전계효과 트랜지스터의 구조에 관한 일 예시 단면도이다.
1 is a cross-sectional view showing the basic structure of a conventional tunneling field effect transistor (n-channel TFET).
Figure 2 is when the n reverse bias, the gate to the source / drain in the channel TFET structure of 1 + voltage is applied to each of P + regions tunneling current in the tunneling junction between (source region) and the adjacent channel region (ON CURRENT: I ON Is an energy band diagram showing).
3 is a conceptual diagram for comparing the operation principle of the tunneling field effect transistor according to the existing technology and the present invention.
4 and 6 are cross-sectional views each illustrating a structure of a tunneling field effect transistor according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 터널링 전계효과 트랜지스터는, 도 1과 같은 통상의 종래 구조와 달리, 기본적으로 반도체 기판과, 상기 반도체 기판에 게이트 절연막을 사이에 두고 형성된 게이트와, 상기 게이트 양측으로 형성된 P+ 영역과 N+ 영역을 포함하여 구성된 터널링 전계효과 트랜지스터에 있어서, 상기 게이트는 상기 P+ 영역과 상기 N+ 영역 중 적어도 하나와 상기 게이트 절연막 및 상기 반도체 기판과 연결된 반도체층을 사이에 두고 접하도록 형성된 것을 특징으로 한다.Tunneling field effect transistor according to the present invention, unlike the conventional conventional structure as shown in Figure 1, basically, a semiconductor substrate, a gate formed between the gate insulating film on the semiconductor substrate, and the P + region and N + formed on both sides of the gate In a tunneling field effect transistor including a region, the gate is formed to be in contact with at least one of the P + region and the N + region and the gate insulating layer and a semiconductor layer connected to the semiconductor substrate therebetween.

보다 구체적으로, 도 4와 같이, 매몰 산화막(10) 위의 반도체 기판(22)에 게이트(40)가 P+ 영역(22)과 N+ 영역(24)을 모두 접하도록 함몰되게 형성되며, 게이트(40)와 P+ 영역(22) 또는 N+ 영역(24) 사이에는 게이트로부터 게이트 절연막(30) 및 반도체 기판(20)과 연결된 반도체층(21)이 형성된 구조를 할 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 4, the gate 40 is formed in the semiconductor substrate 22 on the buried oxide film 10 so as to contact both the P + region 22 and the N + region 24, and the gate 40. ) And the P + region 22 or the N + region 24 may have a structure in which a gate insulating layer 30 and a semiconductor layer 21 connected to the semiconductor substrate 20 are formed from a gate.

여기서, 상기 반도체 기판은 SOI 기판 뿐만 아니라 벌크 실리콘 기판도 사용될 수 있고, 상기 구조를 제조하기 위해 통상의 함몰 게이트 공정이 이용될 수 있다. Here, the semiconductor substrate may be a bulk silicon substrate as well as an SOI substrate, and a conventional recessed gate process may be used to manufacture the structure.

다만, 상기 반도체층(21)은 상기 반도체 기판(20)과 동일한 타입의 반도체 물질을 에피텍셜로 성장시켜 얇은 단결정 반도체막으로 형성하는 것이 바람직하다.However, the semiconductor layer 21 may be formed as a thin single crystal semiconductor film by epitaxially growing a semiconductor material of the same type as the semiconductor substrate 20.

그러나, 상기 반도체층(21)은 상기 반도체 기판(20)과 동일한 물질로 일체로 연결될 수도 있다. However, the semiconductor layer 21 may be integrally connected with the same material as the semiconductor substrate 20.

상기와 같이 구성하게 되면, 상기 게이트(40)에 인가된 전압으로 상기 반도체층(21)에는 상기 게이트 절연막(30)과 접한 부위에 채널이 형성하게 되어, 종래보다 터널링 전류가 흐르는 면적을 대폭 증가시킬 수 있고, 터널링 접합 두께를 소스와 채널 사이의 반도체층 두께로 한정시킬 수 있게 되는 장점이 있다.According to the above configuration, a channel is formed in the semiconductor layer 21 in contact with the gate insulating layer 30 by the voltage applied to the gate 40, thereby greatly increasing the area through which the tunneling current flows. And the tunneling junction thickness can be limited to the thickness of the semiconductor layer between the source and the channel.

도 3에서는 도 4에 의한 본 발명의 구조를 기존 구조와 대비하며, 게이트 전압 증가에 따른 반전층(inversion layer; 반도체 기판 및 반도체층이 p형일 경우)으로 채널이 형성되는 모습과, 각 채널의 방향이 P+ 영역(반도체 기판 및 반도체층이 p형일 경우 소스영역이 됨)의 경계면(junction plane)과 어떻게 접하게 되는지, 그리고 이에 따른 터널링 전류의 세기를 직관적으로 보여주고 있다.In FIG. 3, the structure of the present invention according to FIG. 4 is compared with that of the existing structure, and channels are formed in an inversion layer (when the semiconductor substrate and the semiconductor layer are p-type) with increasing gate voltage, and It shows intuitively how the direction comes into contact with the junction plane of the P + region (which becomes the source region when the semiconductor substrate and the semiconductor layer are p-type), and the strength of the tunneling current.

기타, 도 4에서는 P+ 영역(22)을 소스영역으로 하기 위해 상기 반도체 기판(20) 및 상기 반도체층(21)을 p형 반도체 물질로 하였으나, 상기 반도체 기판(20) 및 상기 반도체층(21)을 n형 반도체 물질로 하고 N+ 영역(24)을 소스영역으로 동작되도록 할 수 있음은 물론이다. In addition, in FIG. 4, the semiconductor substrate 20 and the semiconductor layer 21 are made of a p-type semiconductor material to form the P + region 22 as a source region. However, the semiconductor substrate 20 and the semiconductor layer 21 are formed. Of course, the n-type semiconductor material and the N + region 24 can be operated as a source region.

본 발명에 의한 터널링 전계효과 트랜지스터의 다른 구체적 모습은, 도 5와 같은 단면이 되도록 할 수 있는데, 이는 도 4와 달리, 함몰된 게이트(40a) 부위, 이를 둘러싸는 게이트 절연막(30a) 및 반도체층(21a)이 각각 라운딩 될 수 있음을 보여준다. 이렇게 되면, 채널과 마주보는 소스영역[n 채널 소자일 경우는 P+ 영역(22a), p 채널 소자의 경우는 N+ 영역(24a)]의 경계면을 넓혀, 결과적으로 4의 구조보다 터널링 전류가 흐르는 면적을 더 넓힐 수 있는 장점이 있다.Another specific aspect of the tunneling field effect transistor according to the present invention may be such that it has a cross section as shown in FIG. 5, which is different from FIG. 4, in which the recessed gate 40a region, the gate insulating layer 30a and the semiconductor layer surrounding the same are formed. It can be seen that 21a can each be rounded. In this case, the boundary between the source region facing the channel (the P + region 22a in the case of the n-channel element and the N + region 24a in the case of the p-channel element) is widened, resulting in an area in which the tunneling current flows rather than the structure of 4. There is an advantage that can be wider.

한편, 도 6과 같이, N+ 영역(24b)을 돌출시켜 메사 구조로 형성한 다음, 게이트(40b)는 돌출된 상기 N+ 영역(24b)의 측벽과 접하며 게이트 절연막(30b) 및 반도체층(21b) 상에 형성될 수 있다. 이때, 반도체 기판(20a) 및 반도체층(21b)는 n형 반도체 물질로 하여 상기 N+ 영역(24b)을 소스영역으로 동작되도록 함이 바람직하다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, the N + region 24b is protruded to form a mesa structure, and then the gate 40b is in contact with the sidewall of the protruding N + region 24b and the gate insulating layer 30b and the semiconductor layer 21b. It can be formed on. In this case, the semiconductor substrate 20a and the semiconductor layer 21b may be made of an n-type semiconductor material to operate the N + region 24b as a source region.

물론, N+ 영역(24b) 대신 P+ 영역(22b)을 돌출시키고 반도체 기판(20a) 및 반도체층(21b)을 p형 반도체 물질로 하여 상기 P+ 영역(22b)을 소스영역으로 동작시킬 수 있다.Of course, the P + region 22b may be protruded instead of the N + region 24b and the P + region 22b may be operated as a source region using the semiconductor substrate 20a and the semiconductor layer 21b as p-type semiconductor materials.

상기 구조를 제조하기 위해 통상의 측벽 공정 및 메사구조 형성 공정이 이용될 수 있다. Conventional sidewall processes and mesa structure formation processes can be used to fabricate the structures.

그리고, 도 4 내지 도 6에 도시된 상기 게이트(40, 40a, 40b)가 상기 게이트 절연막(30, 30a, 30b)을 사이에 두고 상기 반도체층(21, 21a, 21b)을, 앞뒤 양측으로 또는 삼면을 둘러싸며 각각 더블게이트(double-gate) 구조 및 트리플게이트(triple-gate) 구조를 가질 수도 있다. 나아가, 도면에는 미도시되었으나, 게이트 절연막을 사이에 두고 반도체층의 사면을 둘러싸며 GAA(Gate-All-Around) 구조로 게이트가 형성될 수도 있다.Then, the gates 40, 40a, and 40b shown in FIGS. 4 to 6 sandwich the semiconductor layers 21, 21a, and 21b with the gate insulating layers 30, 30a, and 30b interposed therebetween, or both. The three surfaces may have a double-gate structure and a triple-gate structure. In addition, although not shown in the drawing, a gate may be formed in a gate-all-around (GAA) structure surrounding the slope of the semiconductor layer with the gate insulating layer interposed therebetween.

이상으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 상기 실시예를 기초로 다양하게 응용하여 실시할 수 있는바, 기타 응용의 구체적인 예에 대해서는 그 설명을 생략한다. As mentioned above, although preferred embodiments of the present invention have been described, those skilled in the art may perform various applications based on the above embodiments, and specific examples of other applications will be described. Omit.

10: 매몰 산화막(BOX) 20, 20a: 반도체 기판
22, 22a, 22b: P+ 영역 24, 24a, 24b: N+ 영역
30, 30a, 30b: 게이트 절연막 40, 40a, 40b: 게이트
10: buried oxide film BOX 20, 20a: semiconductor substrate
22, 22a, 22b: P + region 24, 24a, 24b: N + region
30, 30a, 30b: gate insulating film 40, 40a, 40b: gate

Claims (9)

함몰 부위를 갖는 반도체 기판과;
상기 반도체 기판의 함몰 부위 상에 일정 두께로 형성된 반도체층과;
상기 반도체층 상에 형성된 게이트 절연막과;
상기 게이트 절연막 상에 상기 함몰부위를 채우며 형성된 게이트와;
상기 게이트 양측으로 상기 반도체 기판에 형성된 P+ 영역과 N+ 영역을 포함하여 구성된 터널링 전계효과 트랜지스터.
A semiconductor substrate having a recessed portion;
A semiconductor layer formed to a predetermined thickness on the recessed portion of the semiconductor substrate;
A gate insulating film formed on the semiconductor layer;
A gate formed on the gate insulating layer to fill the recessed portion;
And a P + region and an N + region formed in the semiconductor substrate at both sides of the gate.
제 1 항에 있어서,
상기 게이트는 상기 게이트 절연막 및 상기 반도체층이 라운드 형상으로 둘러싸며 상기 P+ 영역과 상기 N+ 영역을 접하는 것을 특징으로 하는 터널링 전계효과 트랜지스터.
The method of claim 1,
The gate is a tunneling field effect transistor, characterized in that the gate insulating film and the semiconductor layer is surrounded in a round shape and contact the P + region and the N + region.
일측이 돌출된 메사 구조를 갖는 반도체 기판과;
상기 반도체 기판 상에 일정 두께로 형성된 반도체층과;
상기 반도체층 상에 형성된 게이트 절연막과;
상기 게이트 절연막 상의 상기 반도체 기판의 측벽에 형성된 게이트와;
상기 게이트 양측으로 상기 반도체 기판에 형성된 P+ 영역과 N+ 영역을 포함하여 구성된 터널링 전계효과 트랜지스터.
A semiconductor substrate having a mesa structure in which one side protrudes;
A semiconductor layer formed on the semiconductor substrate with a predetermined thickness;
A gate insulating film formed on the semiconductor layer;
A gate formed on a sidewall of the semiconductor substrate on the gate insulating film;
And a P + region and an N + region formed in the semiconductor substrate at both sides of the gate.
제 3 항에 있어서,
상기 P+ 영역 또는 상기 N+ 영역이 돌출되고,
상기 게이트는 돌출된 상기 P+ 영역 또는 상기 N+ 영역의 측벽과 접하도록 형성된 것을 특징으로 하는 터널링 전계효과 트랜지스터.
The method of claim 3, wherein
The P + region or the N + region protrudes,
And the gate is formed to contact a sidewall of the protruding P + region or the N + region.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체층은 상기 반도체 기판과 동일한 타입의 반도체 물질이고 상기 게이트에 인가되는 전압에 따라 채널이 형성되는 것을 특징으로 하는 터널링 전계효과 트랜지스터.
The method according to any one of claims 1 to 4,
And the semiconductor layer is a semiconductor material of the same type as the semiconductor substrate, and a channel is formed according to a voltage applied to the gate.
제 5 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 SOI 기판 또는 벌크 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 터널링 전계효과 트랜지스터.
The method of claim 5, wherein
And said semiconductor substrate is an SOI substrate or a bulk silicon substrate.
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