KR102654589B1 - Method and apparatus for measuring switching charge of ferroelectric element - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 전하 측정장치는 게이트 산화물을 포함하는 트랜지스터의 게이트에 전압 펄스를 인가하는 전압 인가부, 전압 펄스에 응답하여, 트랜지스터의 웰(well)과 상기 트랜지스터의 소스(source)의 사이 및 트랜지스터의 웰과 드레인(drain)사이 중 적어도 어느 하나의 평균 직류 전류를 측정하는 SMU(source measure unit) 및 측정된 평균 직류 전류를 기초로 스위칭 전하를 계산하는 프로세서를 포함하며, 게이트 산화물은 강유전체를 포함할 수 있다.A switching charge measurement device according to an embodiment of the present invention includes a voltage application unit that applies a voltage pulse to the gate of a transistor including a gate oxide, and a well of the transistor and a source of the transistor in response to the voltage pulse. ) and between the well and the drain of the transistor, and a processor that calculates the switching charge based on the measured average direct current and an SMU (source measure unit) that measures the average direct current, and a gate. Oxides may contain ferroelectrics.

Description

강유전체 트랜지스터의 스위칭 전하 측정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING SWITCHING CHARGE OF FERROELECTRIC ELEMENT}Method and device for measuring switching charge of ferroelectric transistor {METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING SWITCHING CHARGE OF FERROELECTRIC ELEMENT}

본 발명은 강유전체 트랜지스터의 편극 전하 측정 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 차지 펌핑 방법을 이용하여, 강유전체 트랜지스터의 편극 전하를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and device for measuring polarization charge of a ferroelectric transistor. More specifically, the present invention relates to a method and device for measuring polarized charge of a ferroelectric transistor using a charge pumping method.

산화하프늄(HfO2)을 기반으로 하는 강유전체(ferroelectric) 물질은 종래 페로브스카이트 강유전체(perovskite ferroelectric)와는 달리 핀펫(FinFET), 3D구조, 10nm 이하의 두께에서도 자발분극 특성이 유지되는 특성이 있어, 기존의 HKMG CMOS 양산 공정을 적용할 수 있는 장점이 있다.A ferroelectric material based on hafnium oxide (HfO2), unlike the conventional perovskite ferroelectric, has a FinFET, 3D structure, and spontaneous polarization characteristics maintained even at a thickness of 10 nm or less. It has the advantage of being able to apply the existing HKMG CMOS mass production process.

따라서, FeFET(ferroelectric field effect transistor) FeRAM(ferroelectric random access memory), FTJ(ferroelectric tunneling junction)와 같은 비휘발성 메모리나 NCFET(negative capacitance field effect transistor)와 같은 저전력 장치에 적용하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 대표적으로 FeFET 소자는 강유전체 물질을 포함하고 있기 때문에, 강유전체 물질의 영구적인 자발분극 특성으로 전기적 바이어스가 없을 때, 트랜지스터의 켜짐 또는 꺼짐 상태를 유지시킬 수 있다.Therefore, research is being conducted to apply it to non-volatile memories such as ferroelectric field effect transistor (FeFET), ferroelectric random access memory (FeRAM), and ferroelectric tunneling junction (FTJ), or low-power devices such as negative capacitance field effect transistor (NCFET). . Typically, since the FeFET device contains a ferroelectric material, the transistor can be maintained in an on or off state when there is no electrical bias due to the permanent spontaneous polarization characteristic of the ferroelectric material.

강유전체의 전기적 특성은 자발분극으로 대표되며, 자발분극 특성은 일반적으로 삼각 펄스나 PUND(positive up negative down) 펄스를 강유전체 트랜지스터에 입력하여, 입력 펄스에 대응하여 측정되는 전류를 이용하여 PV(polarization-voltage) 이력 곡선으로 나타낸다. 나타내어진 PV 이력 곡선로부터 스위칭 전하(switching charge)와 같은 강유전체 트랜지스터의 기본 정보를 얻을 수 있다. The electrical characteristics of ferroelectrics are represented by spontaneous polarization, and spontaneous polarization characteristics are generally achieved by inputting a triangular pulse or PUND (positive up negative down) pulse to a ferroelectric transistor and using the current measured in response to the input pulse to determine PV (polarization- voltage) is expressed as a hysteresis curve. Basic information of the ferroelectric transistor, such as switching charge, can be obtained from the displayed PV hysteresis curve.

종래 강유전체 트랜지스터의 PV 이력 곡선측정은 MFM(metal-ferroelectric-metal) 축전기나 MFS+(metal-ferroelectric-highly doped Si substrate) 축전기와 같이 2-terminal 구조에서 측정되어 왔다. 한편, FeFET이나 NCFET 과 같이 적게 도핑된 Si 판을 사용하는 MFS(metal-ferroelectric-low doped Si substrate)구조에서는 인가되는 외부전압이 Si 공핍(depletion)으로 인하여 강유전체층에 충분히 인가되지 않아 강유전체층의 SW 특성을 측정할 수 없어 문제된다.Conventionally, PV hysteresis curve measurements of ferroelectric transistors have been measured in two-terminal structures, such as MFM (metal-ferroelectric-metal) capacitors or MFS+ (metal-ferroelectric-highly doped Si substrate) capacitors. Meanwhile, in the MFS (metal-ferroelectric-low doped Si substrate) structure using a lightly doped Si plate such as FeFET or NCFET, the applied external voltage is not sufficiently applied to the ferroelectric layer due to Si depletion, causing damage to the ferroelectric layer. This is problematic because SW characteristics cannot be measured.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 강유전체 트랜지스터의 스위칭 전하를 쉽게 측정하는 방법에 관한 것으로서, 강유전체 트랜지스터의 스위칭 전하를 측정하는 측정 장치 및 측정 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a method for easily measuring the switching charge of a ferroelectric transistor, and to provide a measuring device and method for measuring the switching charge of a ferroelectric transistor.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems to be solved that are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains from the description below. will be.

본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 전하 측정장치는 게이트 산화물을 포함하는 트랜지스터의 게이트에 전압 펄스를 인가하는 전압 인가부, 상기 전압 펄스에 응답하여, 상기 트랜지스터의 웰(well)과 상기 트랜지스터의 소스(source)의 사이 및 상기 트랜지스터의 웰과 드레인(drain)사이 중 적어도 어느 하나의 평균 직류 전류를 측정하는 SMU(source measurement unit) 및 상기 측정된 평균 직류 전류를 기초로 스위칭 전하를 계산하는 프로세서를 포함하며, 상기 게이트 산화물은 강유전체 물질을 포함할 수 있다.A switching charge measurement device according to an embodiment of the present invention includes a voltage applicator that applies a voltage pulse to the gate of a transistor including a gate oxide, and a well of the transistor and a source of the transistor in response to the voltage pulse. A source measurement unit (SMU) that measures at least one of the average direct current between the source and the well and the drain of the transistor, and a processor that calculates the switching charge based on the measured average direct current. and the gate oxide may include a ferroelectric material.

상기 프로세서는 상기 측정된 평균 직류 전류를 상기 입력된 전압 펄스의 주파수로 나눈 값을 상기 스위칭 전하로 연산할 수 있다.The processor may calculate the switching charge by dividing the measured average direct current by the frequency of the input voltage pulse.

상기 전압 인가부는 100Hz이상이고 1GHz 이하인 주파수를 갖는 상기 전압 펄스를 인가할 수 있다.The voltage application unit may apply the voltage pulse having a frequency of 100 Hz or more and 1 GHz or less.

상기 전압 인가부는 0.1V 이상이고 10V 이하인 상기 전압 펄스를 인가할 수 있다.The voltage application unit may apply the voltage pulse of 0.1V or more and 10V or less.

상기 강유전체 물질은, 산화하프늄(HfO2) 또는 지르코니아(ZrO2) 물질일 수 있다.The ferroelectric material may be hafnium oxide (HfO2) or zirconia (ZrO2).

본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜지스터의 스위칭 전하 측정방법은 상기 트랜지스터의 게이트에 전압 펄스를 인가하는 단계; 상기 전압 펄스에 응답하여 상기 트랜지스터의 웰(well)과 상기 트랜지스터의 소스(source)의 사이 및 상기 트랜지스터의 웰과 드레인(drain)사이 중 적어도 어느 하나의의 평균 직류 전류를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 평균 직류 전류를 기초로 스위칭 전하를 계산하는 단계를 포함하고, 상기 게이트 산화물은 강유전체 물질을 포함할 수 있다.A method of measuring the switching charge of a transistor according to another embodiment of the present invention includes applying a voltage pulse to the gate of the transistor; measuring at least one average direct current between a well of the transistor and a source of the transistor and between a well and a drain of the transistor in response to the voltage pulse; and calculating a switching charge based on the measured average direct current, wherein the gate oxide may include a ferroelectric material.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 차지펌핑(charge pumping)기법에서 전류를 측정하는 방법 이용하여, 강유전체 트랜지스터의 스위칭 전하를 간편하게 측정할 수 있으며, 낮은 입력전압에서도 스위칭 전하를 안정적으로 측정할 수 있어, 강유전체 트랜지스터의 특성을 쉽게 파악할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the switching charge of a ferroelectric transistor can be easily measured using a method of measuring current in a charge pumping technique, and the switching charge can be measured stably even at a low input voltage. , the characteristics of ferroelectric transistors can be easily understood.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 전하 측정 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 강유전체 물질을 포함하는 FeFET 소자의 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 트랜지스터의 입력 전압 펄스를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 입력 피크 전압에 따른 출력 전류값으로 전하의 개수를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 스위칭 전하 측정 장치를 하드웨어적 측면에서 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스위칭 전하 측정 방법의 순서도이다.
1 is a block diagram illustrating a switching charge measurement device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the structure of a FeFET device containing a ferroelectric material.
Figure 3 shows input voltage pulses of a transistor according to one embodiment of the invention.
Figure 4 is a graph showing the number of charges as an output current value according to an input peak voltage according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a block diagram for explaining a switching charge measurement device from a hardware perspective, according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a flowchart of a switching charge measurement method according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to be understood by those skilled in the art. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing embodiments of the present invention, if a detailed description of a known function or configuration is judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. The terms described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 전하 측정 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a switching charge measurement device according to an embodiment of the present invention.

스위칭 전하 측정 장치(100)는 전압 펄스 인가부(110), 전류 측정부(120)및 스위칭 차지 연산부(130)를 포함할 수 있다.The switching charge measurement device 100 may include a voltage pulse application unit 110, a current measurement unit 120, and a switching charge calculation unit 130.

스위치 전하 측정 장치(100)는 강유전체(ferroelectric) 물질을 포함하는 트랜지스터의 스위칭 전하를 측정하기 위하여, 트랜지스터에 전압 펄스를 인가하고, 이에 대한 응답으로 평균 직류 전류를 측정하여 스위칭 전하를 연산할 수 있다.In order to measure the switching charge of a transistor containing a ferroelectric material, the switch charge measurement device 100 applies a voltage pulse to the transistor, measures the average direct current in response, and calculates the switching charge. .

기존의 스위칭 전하 측정 방법이 강유전체 물질을 포함하는 트랜지스터에 삼각 펄스나 PUND 펄스를 인가하여 이에 대한 응답으로 교류 전류를 측정한 후, 이를 이용하여 PV 이력 곡선을 적분함으로써 스위칭 전하를 연산하는데 반하여, 스위치 전하 측정 장치(100)는 입력된 전압 펄스의 응답으로 출력된 평균 직류 전류를 측정하여, 출력된 평균 직류 전류를 전압 펄스의 주파수로 나누어 주는 방법으로 스위칭 전하를 연산할 수 있다.While the existing switching charge measurement method applies a triangle pulse or PUND pulse to a transistor containing a ferroelectric material, measures the alternating current in response, and then uses this to calculate the switching charge by integrating the PV history curve, the switch The charge measurement device 100 may calculate the switching charge by measuring the average direct current output in response to the input voltage pulse and dividing the output average direct current by the frequency of the voltage pulse.

도 2는 강유전체 물질을 포함하는 FeFET(ferroelectric field-effect transistor)트랜지스터의 구조를 나타낸다.Figure 2 shows the structure of a ferroelectric field-effect transistor (FeFET) transistor containing a ferroelectric material.

도 2를 참조하면, FeFET 소자(200)는 게이트(gate) 전극(electronode), 강유전체와 유전체 물질을 포함하는 게이트 산화물, 소스(source) 전극, 드레인(drain) 전극 및 웰(well)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the FeFET device 200 may include a gate electrode (electronode), a gate oxide containing ferroelectric and dielectric materials, a source electrode, a drain electrode, and a well. You can.

FeFET 소자(200)는 강유전체 물질(FE)을 포함하고 있기 때문에, 강유전체 물질(FE)의 영구적인 자발 분극 특성으로 전기적 바이어스가 없을 때, 트랜지스터의 켜짐 또는 꺼짐 상태를 유지시킬 수 있고, 이러한 FeFET 소자(200)의 자발 분극 특성을 나타내는 특성이 스위칭 전하이다. 스위칭 전하의 크기가 클수록 강유전체의 자발 분극 특성이 더 잘 나타난다고 볼 수 있고, 스위칭 전하의 크기가 작을수록 강유전체의 자발 분극 특성이 잘 나타나지 않는다고 볼 수 있다. Since the FeFET device 200 contains a ferroelectric material (FE), the transistor can be maintained in an on or off state when there is no electrical bias due to the permanent spontaneous polarization characteristics of the ferroelectric material (FE), and this FeFET device The characteristic that exhibits the spontaneous polarization characteristic of (200) is the switching charge. It can be said that the larger the size of the switching charge, the better the spontaneous polarization characteristics of the ferroelectric are shown, and the smaller the size of the switching charge, the less clearly the spontaneous polarization characteristics of the ferroelectric are shown.

본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 산화물에 포함되는 강유전체 물질(FE)은 산화하프늄(HfO2) 또는 지르코니아(ZrO2) 물질일 수 있다.The ferroelectric material (FE) included in the gate oxide according to an embodiment of the present invention may be hafnium oxide (HfO2) or zirconia (ZrO2).

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 트랜지스터의 입력 전압 펄스를 나타내고 도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 차지 펌핑(charge pumping) 방법에서 인가되는 입력 전압 펄스를 나타내며, 도 3의 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 전압 펄스를 타나낸다.Figure 3 shows an input voltage pulse of a transistor according to an embodiment of the present invention, and Figure 3(a) shows an input voltage pulse applied in a charge pumping method according to an embodiment of the present invention. 3(b) represents an input voltage pulse according to another embodiment of the present invention.

도 1 및 도 3을 더 참조하면, 전압 펄스 인가부(110)는 FeFET 소자(200)의 게이트(210)에 주기적인 펄스를 입력 할 수 있고, 전류 측정부(120)는 FeFET 소자(200)의 웰(230)과 소스 사이 또는 웰(230)과 드레인 사이의 전류를 측정하기 위해, 소스와 드레인을 연결한 지점(220)과 웰(230) 사이의 3-단말(3-terminal)을 이용하여 평균 직류 전류를 측정할 수 있다.Referring further to FIGS. 1 and 3, the voltage pulse application unit 110 may input a periodic pulse to the gate 210 of the FeFET device 200, and the current measurement unit 120 may input a periodic pulse to the gate 210 of the FeFET device 200. To measure the current between the well 230 and the source or between the well 230 and the drain, a 3-terminal is used between the point 220 connecting the source and the drain and the well 230. Thus, the average direct current can be measured.

차지 펌핑 방법은 MOSFET의 게이트에 주기적인 전압 펄스를 입력하고 홀(hole)과 전자의 재결합 출력 직류 전류를 측정하여 MOSFET의 인터페이스 트랩 밀도를 측정할 수 있는 방법으로, 전압 펄스 인가부(110)는 도 3의 (a)와 같은 입력 전압 펄스를 인가할 수 있다. 여기서, 인가되는 입력 전압 펄스의 최저 전압인 Vbase는 MOSFET의 전류가 완전히 끊기게 되는 전압인 Vflatband 이하로 내려가도록 인가될 수 있으며, 입력 전압 펄스의 최고 전압은 강유전체 물질을 포함하는 채널에 전류가 흐르게 되는 전압인 Vthreshold 전압 이상으로 인가될 수 있다. 즉, 차지 펌핑 방법은 MOSFET이 ON-OFF를 반복하면서 갇힌 트랩의 양이 얼마나 되는 지를 측정할 수 있다.The charge pumping method is a method of measuring the interface trap density of a MOSFET by inputting periodic voltage pulses to the gate of the MOSFET and measuring the recombination output direct current of holes and electrons. The voltage pulse applicator 110 is An input voltage pulse such as (a) in FIG. 3 may be applied. Here, Vbase, the lowest voltage of the applied input voltage pulse, can be applied to fall below Vflatband, the voltage at which the current in the MOSFET is completely cut off, and the highest voltage of the input voltage pulse is the voltage at which current flows in the channel containing the ferroelectric material. It can be applied above the Vthreshold voltage. In other words, the charge pumping method can measure the amount of traps trapped as the MOSFET repeats ON-OFF.

일 실시예에 따라, 전압 펄스 인가부(110)는 도 3의 (a)와 같은 차지 펌핑 방법에 사용되는 전압 펄스를 FeFET 소자(200)의 게이트(210)에 인가할 수 있다. According to one embodiment, the voltage pulse applicator 110 may apply the voltage pulse used in the charge pumping method as shown in (a) of FIG. 3 to the gate 210 of the FeFET device 200.

또한, 다른 실시예에 따라, 전압 펄스 인가부(110)는 도 3의 (b)와 같은 전압 펄스를 FeFET 소자(200)의 게이트(210)에 인가할 수 있다. 도 3의 (b)의 전압 펄스는 기존 PV 이력곡선을 그리기 위한 입력 전압 펄스의 형태로 본 발명에서 이용되는 차지 펌핑 방법의 조건에 맞춰 입력 전압 펄스의 크기, 주기 등을 포함하는 조건에 맞춰 조정한 것이다. Additionally, according to another embodiment, the voltage pulse applicator 110 may apply a voltage pulse such as (b) in FIG. 3 to the gate 210 of the FeFET device 200. The voltage pulse in (b) of FIG. 3 is in the form of an input voltage pulse for drawing a conventional PV history curve, and is adjusted to conditions including the size and period of the input voltage pulse in accordance with the conditions of the charge pumping method used in the present invention. It was done.

FeFET 소자(200)의 스위칭 전하를 측정하기 위해, 전압 펄스 인가부(110)가 게이트(210)에 인가하는 입력 전압 펄스는 삼각 또는 사각 펄스 일 수 있고, 입력 전압 펄스를 0.1초 이상이고 10초 이하 동안 인가할 수 있다.To measure the switching charge of the FeFET device 200, the input voltage pulse applied by the voltage pulse applicator 110 to the gate 210 may be a triangular or square pulse, and the input voltage pulse is 0.1 second or more and 10 seconds. Approval may be granted during the following period:

또한, 전압 펄스 인가부(110)가 게이트(210)에 인가하는 입력 전압 펄스의 주파수는 100Hz 이상이고 1GHz 이하 일 수 있고, 입력 전압 펄스의 높이 또는 크기는 0.1V 이상이고 10V 이하일 수 있다.Additionally, the frequency of the input voltage pulse applied by the voltage pulse applicator 110 to the gate 210 may be 100 Hz or more and 1 GHz or less, and the height or size of the input voltage pulse may be 0.1 V or more and 10 V or less.

전압 펄스 인가부(110)에 의해 FeFET 소자(200)의 게이트(210)에 전압 펄스가 인가되면, 전류 측정부(120)는 전압 펄스에 대응하여 출력되는 평균 출력 전류를 측정할 수 있다. 이를 위해 전류 측정부(120)는 교류 전류를 측정하는 WGFMU(waveform generator/fast measurement unit) 또는 오실로스코프(oscilloscope)가 아닌 SMU(source measurement unit)일 수 있다.When a voltage pulse is applied to the gate 210 of the FeFET device 200 by the voltage pulse application unit 110, the current measurement unit 120 can measure the average output current output in response to the voltage pulse. To this end, the current measurement unit 120 may be a source measurement unit (SMU) rather than a waveform generator/fast measurement unit (WGFMU) or an oscilloscope that measures alternating current.

종래 스위칭 전하를 측정하기 위해 이용되었던 WGFMU 또는 오실로스코프를 포함하는 교류 측정 장비는 매 지점 시각마다 교류 전류를 측정하여 이에 따른 PV 이력곡선을 그릴 수 있고, 아래의 수학식 1과 같이 PV 곡선을 적분하여 강유전체 물질을 포함하는 스위칭 전하를 측정할 수 있었던 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 SMU는 평균 직류 전류 값을 측정하여 스위칭 전하를 측정할 수 있다.AC measurement equipment including WGFMU or oscilloscope, which were conventionally used to measure switching charges, can measure alternating current at every point and draw a PV history curve accordingly, and integrate the PV curve as shown in Equation 1 below. While it was possible to measure switching charges containing ferroelectric materials, the SMU according to an embodiment of the present invention can measure switching charges by measuring the average direct current value.

상기 수학식 1에서 Q는 스위칭 전하량을 나타낼 수 있고, i는 PV 이력곡선에서 각 시점에서의 전류에 해당할 수 있다. In Equation 1, Q may represent the switching charge amount, and i may correspond to the current at each point in the PV history curve.

스위칭 차지 연산부(130)는 종래 방법과는 달리 전류 측정부(120)가 측정한 평균 직류 전류를 측정하여 이를 아래의 수학식 2와 같이 입력 전압의 주파수와 전류의 단위인 앙페르(Ampare)의 곱으로 나누어 FeFET 소자(200)의 스위칭 전하를 연산 할 수 있다.Unlike the conventional method, the switching charge calculation unit 130 measures the average direct current measured by the current measurement unit 120 and converts it into the frequency of the input voltage and Ampere, a unit of current, as shown in Equation 2 below. The switching charge of the FeFET device 200 can be calculated by dividing by the product.

수학식 2에서, I는 전류 측정부(120)가 측정한 평균 직류 전류 값일 수 있고, f는 입력 전압의 주파수일 수 있으며, A는 전류의 단위인 앙페르(Ampare)일 수 있고, 는 스위칭 차지 연산부(130)에 의해 연산된 FeFET 소자(200)의 스위칭 전하일 수 있다.In Equation 2, I may be the average direct current value measured by the current measurement unit 120, f may be the frequency of the input voltage, and A may be Ampere, a unit of current. may be the switching charge of the FeFET device 200 calculated by the switching charge calculation unit 130.

스위칭 차지 연산부(130)는 미량의 전류가 측정되는 경우 노이즈의 영향이 큰 종래 측정 방법과는 달리 전류 측정부(120)가 측정한 평균 직류 전류를 측정하기 때문에, 미량의 전류가 측정되는 경우에도 노이즈의 영향을 낮출 수 있어 보다 정확한 스위칭 전하를 측정을 할 수 있다. 또한, 스위칭 차지 연산부(130)는 스위칭 주파수 측정을 위해 종래 측정 방법에서 적분 연산을 하는 것과는 달리, 나눗셈만을 수행하므로 보다 간편하고 쉽게 스위칭 전하를 측정할 수 있다.Because the switching charge calculation unit 130 measures the average direct current measured by the current measurement unit 120, unlike the conventional measurement method in which noise is greatly affected when a small amount of current is measured, even when a small amount of current is measured The influence of noise can be reduced, allowing more accurate switching charge measurement. In addition, the switching charge calculation unit 130 performs only division to measure the switching frequency, unlike integration calculations in conventional measurement methods, so the switching charge can be measured more simply and easily.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 종래 방법과 차지 펌핑 방법을 비교하기 위해 동일한 입력전압 펄스를 인가한 그래프로, 인가된 입력 전압 펄스의 최대값(Vpeak)에 따른 단위 면적 당 전하의 수(y축)를 나타낸다.Figure 4 is a graph in which the same input voltage pulse is applied to compare the conventional method and the charge pumping method according to an embodiment of the present invention, showing the number of charges per unit area according to the maximum value (Vpeak) of the applied input voltage pulse. (y-axis).

도 4를 더 참조하면, 종래 방법과 차지 펌핑 방법을 비교하기 위해 전압 펄스 인가부(110)는 도 3의 (b)의 전압을 FeFET 소자(200)의 게이트(210)에 인가할 수 있고, 다양한 비교를 위하여 FeFET 소자(200)의 강유전체 물질(FE)은 산화하프늄(HfO2) 또는 지르코니아(ZrO2)일 수 있다.Referring further to FIG. 4, in order to compare the conventional method and the charge pumping method, the voltage pulse applicator 110 may apply the voltage of (b) in FIG. 3 to the gate 210 of the FeFET device 200, For various comparisons, the ferroelectric material (FE) of the FeFET device 200 may be hafnium oxide (HfO2) or zirconia (ZrO2).

종래 방법과 본 발명의 실시예에 따른 방법을 비교하면, 스위칭 전하 측정 장치(100)가 이용한 차지 펌핑 방법이 모든 입력 전압 펄스의 최대값에서 더 많은 포인트가 측정됨을 확인할 수 있으며, 강유전체 물질(FE)이 산화하프늄 또는 지르코니아 물질임에 관계 없이 더 많은 포인트가 정확하게 측정되는 것을 확인할 수 있다.Comparing the conventional method and the method according to the embodiment of the present invention, it can be seen that the charge pumping method used by the switching charge measurement device 100 measures more points at the maximum value of all input voltage pulses, and the ferroelectric material (FE) ), you can see that more points are measured accurately, regardless of whether it is a hafnium oxide or zirconia material.

특히, 입력 전압 펄스의 최대값이 2V이하인 경우 종래 WGFMU로 전류를 측정하여 연산한 단위 면적당 전하의 개수의 포인트는 출력 전류에 노이즈가 생성되어 불명확한 값이 다수 존재하나, 본 발명의 실시예에 의할 경우, 낮은 입력 전압 펄스의 최대값에 대응되는 출력 전류를 평균 직류 전류로 측정하였기 때문에, 명확한 단위 면적당 전하의 개수를 얻을 수 있고, 이를 이용하여 스위칭 전하를 쉽고 정확하게 연산할 수 있다.In particular, when the maximum value of the input voltage pulse is 2V or less, the point of the number of charges per unit area calculated by measuring the current with a conventional WGFMU has many unclear values because noise is generated in the output current, but in the embodiment of the present invention, In this case, since the output current corresponding to the maximum value of the low input voltage pulse is measured as the average direct current, a clear number of charges per unit area can be obtained, and the switching charge can be easily and accurately calculated using this.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 스위칭 전하 측정 장치를 하드웨어적 측면에서 설명하기 위한 블록 구성도이다.Figure 5 is a block diagram for explaining a switching charge measurement device from a hardware perspective, according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 5을 참조하면, 스위칭 전하 측정 장치(100)는 적어도 하나의 명령을 저장하는 저장장치(151) 및 상기 저장장치의 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(152), 송수신 장치(153), 전압 펄스 인가 장치(154) 및 SMU(155)를 포함할 수 있다.1 and 5, the switching charge measurement device 100 includes a storage device 151 that stores at least one command, a processor 152 that executes at least one command of the storage device, and a transmission and reception device 153. ), a voltage pulse application device 154, and an SMU 155.

스위칭 전하 측정 장치(100)에 포함된 각각의 구성 요소들(151, 152, 153, 154, 155)은 데이터 버스(bus, 156)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.Each of the components 151, 152, 153, 154, and 155 included in the switching charge measurement device 100 are connected by a data bus 156 and can communicate with each other.

저장장치(151)는 메모리 또는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저장장치(151)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The storage device 151 may include memory or at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the storage device 151 may include at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).

저장장치(151)는 후술될 프로세서(152)에 의해 실행될 적어도 하나의 명령을 더 포함할 수 있다.The storage device 151 may further include at least one instruction to be executed by the processor 152, which will be described later.

프로세서(152)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), MCU(micro controller unit) 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. The processor 152 is a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a micro controller unit (MCU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed. It can mean.

도 1을 더 참조하면, 프로세서(152)는 앞서 설명한 바와 같이, 저장장치(1510)에 저장된 적어도 하나의 프로그램 명령에 의해 스위칭 차지 연산부(130)의 기능을 수행할 수 있으며, 하나의 모듈의 형태로 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 실행될 수 있다.Referring further to FIG. 1, the processor 152, as described above, can perform the function of the switching charge operation unit 130 by at least one program command stored in the storage device 1510 and is in the form of one module. It can be stored in memory and executed by the processor.

송수신 장치(153)는 외부의 기기와 무선 또는 유선으로 연결되어 측정 또는 연산된 결과 값을 송신하거나, 스위칭 전하를 연산하기 위해 필요한 정보를 수신받을 수 있다.The transmitting and receiving device 153 is connected wirelessly or wired to an external device and can transmit measured or calculated result values or receive information necessary to calculate switching charges.

전압 펄스 인가 장치(154)는 전압 펄스 인가부(110)의 기능을 수행하며, 강유전체 물질을 포함하는 트랜지스터에 전압 펄스를 인가할 수 있다. 본 명세서에서는 전압 펄스 인가 장치(154)가 스위칭 전하 측정 장치(100)내에 존재하는 것으로 표현되었으나, 별개의 장치로 존재할 수도 있으며 이에 한정되지 않는다. 또한 전압 펄스 인가 장치(154)는 트랜지스터에 전압을 인가할 수 있는 모든 형태의 신호 발생기를 포함할 수 있다.The voltage pulse application device 154 performs the function of the voltage pulse application unit 110 and can apply a voltage pulse to a transistor containing a ferroelectric material. In this specification, the voltage pulse application device 154 is expressed as existing within the switching charge measurement device 100, but it may also exist as a separate device and is not limited thereto. Additionally, the voltage pulse application device 154 may include any type of signal generator capable of applying voltage to the transistor.

SMU(155)는 전류 측정부(120)의 기능을 수행하며, 소싱(sourcing)과 측정이 동시에 가능한 전자기기를 의미할 수 있다. 또한, SMU는 데이터 버스(156) 또는 송수신 장치(153)를 이용하여 프로세서(152)나 외부 장치로 측정된 결과 값을 송신할 수 있다.The SMU 155 performs the function of the current measurement unit 120 and may refer to an electronic device capable of sourcing and measurement at the same time. Additionally, the SMU may transmit the measured result to the processor 152 or an external device using the data bus 156 or the transmission/reception device 153.

이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 전하 측정 장치를 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스위칭 전하 측정 장치 내 프로세서 동작에 의해 실행되는 스위칭 전하 측정 방법을 설명한다.In the above, a switching charge measurement device according to an embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, a switching charge measurement method executed by processor operation in a switching charge measurement device according to another embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스위칭 전하 측정 방법의 순서도이다.Figure 6 is a flowchart of a switching charge measurement method according to another embodiment of the present invention.

도 1, 도 2 및 도 6을 참조하면, 스위칭 전하 측정 장치(100)내 전압 펄스 인가부(110)는 강유전체 물질(FE)을 포함하는 트랜지스터의 게이트(210)에 입력 전압 펄스를 인가할 수 있다(S100).1, 2, and 6, the voltage pulse application unit 110 in the switching charge measurement device 100 can apply an input voltage pulse to the gate 210 of a transistor containing a ferroelectric material (FE). There is (S100).

전압 펄스 인가부(110)가 인가하는 입력 전압 펄스는 삼각 또는 사각 펄스 일 수 있고, 입력 전압 펄스를 0.1초 이상이고 10초 이하 동안 인가할 수 있다.The input voltage pulse applied by the voltage pulse applicator 110 may be a triangular or square pulse, and the input voltage pulse may be applied for 0.1 second or more and 10 seconds or less.

또한, 전압 펄스 인가부(110)가 인가하는 입력 전압 펄스의 주파수는 100Hz 이상이고 1GHz 이하 일 수 있고, 입력 전압 펄스의 높이 또는 크기는 0.1V 이상이고 10V 이하일 수 있다.Additionally, the frequency of the input voltage pulse applied by the voltage pulse applicator 110 may be 100 Hz or more and 1 GHz or less, and the height or size of the input voltage pulse may be 0.1 V or more and 10 V or less.

또한, 강유전체 물질(FE)을 포함하는 트랜지스터의 게이트 산화물에 포함되는 강유전체 물질은 산화하프늄(HfO2) 또는 지르코니아(ZrO2) 물질일 수 있다.Additionally, the ferroelectric material included in the gate oxide of a transistor containing a ferroelectric material (FE) may be hafnium oxide (HfO2) or zirconia (ZrO2).

이어서, 전류 측정부(120)는 입력된 전압 펄스에 대응되는 출력 전류로 강유전체 물질(FE)을 포함하는 트랜지스터의 웰과 소스/드레인 사이의 평균 직류 전류를 측정할 수 있다(S200).Subsequently, the current measurement unit 120 may measure the average direct current between the well and the source/drain of the transistor including the ferroelectric material (FE) as an output current corresponding to the input voltage pulse (S200).

전류 측정부(120)에 의해 측정된 평균 직류 전류를 이용하여, 스위칭 전하 연산부(130)는 강유전체 물질(FE)을 포함하는 트랜지스터의 스위칭 전하를 연산할 수 있다(S300).Using the average direct current measured by the current measurement unit 120, the switching charge calculation unit 130 may calculate the switching charge of the transistor including the ferroelectric material (FE) (S300).

따라서, 본 발명의 실시예에 따라 사용자는 기존 스위칭 전하를 측정하는 방법에 비하여, 정확한 연산된 강유전체 물질(FE)을 포함하는 트랜지스터의 스위칭 전하를 측정할 수 있고, 이를 이용하여, 소자의 특성을 쉽고 정확하게 파악할 수 있다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, a user can measure the switching charge of a transistor containing an accurately calculated ferroelectric material (FE), compared to the existing method of measuring the switching charge, and use this to determine the characteristics of the device. It can be easily and accurately identified.

본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Combinations of each block of the block diagram and each step of the flow diagram attached to the present invention may be performed by computer program instructions. Since these computer program instructions can be mounted on the encoding processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment, the instructions performed through the encoding processor of the computer or other programmable data processing equipment are included in each block or block of the block diagram. Each step of the flowchart creates a means to perform the functions described. These computer program instructions may also be stored in computer-usable or computer-readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular way, so that the computer-usable or computer-readable memory The instructions stored in can also produce manufactured items containing instruction means that perform the functions described in each block of the block diagram or each step of the flow diagram. Computer program instructions can also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a process that is executed by the computer, thereby generating a process that is executed by the computer or other programmable data processing equipment. Instructions that perform processing equipment may also provide steps for executing functions described in each block of the block diagram and each step of the flow diagram.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Additionally, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s). Additionally, it should be noted that in some alternative embodiments it is possible for the functions mentioned in blocks or steps to occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially simultaneously, or the blocks or steps may sometimes be performed in reverse order depending on the corresponding function.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the essential quality of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but rather to explain it, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention shall be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto shall be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

100: 스위칭 전하 측정 장치
110: 전압 펄스 인가부
120: 전류 측정부
130: 스위칭 차지 연산부
151: 저장장치
152: 프로세서
153: 송수신 장치
154: 전압펄스 인가 장치
155: SMU(Source Measuremet Unit)
156: 데이터 버스
200: FeFET
100: switching charge measurement device
110: Voltage pulse applicator
120: Current measuring unit
130: Switching charge operation unit
151: storage device
152: processor
153: Transmitting and receiving device
154: Voltage pulse application device
155: Source Measurement Unit (SMU)
156: data bus
200: FeFET

Claims (12)

게이트 산화물을 포함하는 트랜지스터의 게이트에 전압 펄스를 인가하는 전압 인가부;
상기 전압 펄스에 응답하여, 상기 트랜지스터의 웰(well)과 상기 트랜지스터의 소스(source)의 사이 및 상기 트랜지스터의 웰과 드레인(drain)사이 중 적어도 어느 하나의 평균 직류 전류를 측정하는 SMU(source measure unit); 및
상기 측정된 평균 직류 전류를 기초로 스위칭 전하를 계산하는 프로세서를 포함하며,
상기 게이트 산화물은 강유전체 물질을 포함하고,
상기 SMU는 상기 소스와 상기 드레인을 연결한 지점과 상기 웰 사이의 3-단말(3-terminal)을 이용하여 평균 직류 전류를 측정하는,
스위칭 전하 측정 장치
a voltage application unit that applies a voltage pulse to the gate of a transistor including a gate oxide;
In response to the voltage pulse, a source measure (SMU) measures the average direct current between at least one of the well of the transistor and the source of the transistor and between the well and the drain of the transistor. unit); and
It includes a processor that calculates switching charge based on the measured average direct current,
The gate oxide includes a ferroelectric material,
The SMU measures the average direct current using a 3-terminal between the point connecting the source and the drain and the well,
Switching charge measurement device
제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 측정된 평균 직류 전류를 상기 입력된 전압 펄스의 주파수로 나눈 값을 상기 스위칭 전하로 연산하는
스위칭 전하 측정 장치.
According to claim 1,
The processor,
Calculating the measured average direct current divided by the frequency of the input voltage pulse as the switching charge.
Switching charge measurement device.
제 2 항에 있어서,
상기 전압 인가부는,
100Hz이상이고 1GHz 이하인 주파수를 갖는 상기 전압 펄스를 인가하는,
스위칭 전하 측정 장치.
According to claim 2,
The voltage application unit,
Applying the voltage pulse having a frequency of 100 Hz or more and 1 GHz or less,
Switching charge measurement device.
제 1 항에 있어서,
상기 전압 인가부는,
0.1V 이상이고 10V 이하인 상기 전압 펄스를 인가하는,
스위칭 전하 측정 장치.
According to claim 1,
The voltage application unit,
Applying the voltage pulse of 0.1V or more and 10V or less,
Switching charge measurement device.
제 1 항에 있어서,
상기 강유전체 물질은,
산화하프늄(HfO2) 또는 지르코니아(ZrO2)를 포함하는 물질인,
스위칭 전하 측정 장치.
According to claim 1,
The ferroelectric material is,
A material containing hafnium oxide (HfO2) or zirconia (ZrO2),
Switching charge measurement device.
게이트 산화물을 포함하는 트랜지스터의 스위칭 전하를 측정하는 방법에 있어서,
상기 트랜지스터의 게이트에 전압 펄스를 인가하는 단계;
상기 전압 펄스에 응답하여 상기 트랜지스터의 웰(well)과 상기 트랜지스터의 소스(source)의 사이 및 상기 트랜지스터의 웰과 드레인(drain)사이 중 적어도 어느 하나의의 평균 직류 전류를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 평균 직류 전류를 기초로 스위칭 전하를 계산하는 단계를 포함하고,
상기 게이트 산화물은 강유전체 물질을 포함하고,
상기 평균 직류 전류를 측정하는 단계는 상기 소스와 상기 드레인을 연결한 지점과 상기 웰 사이의 3-단말(3-terminal)을 이용하여 평균 직류 전류를 측정하는,
스위칭 전하 측정 방법.
In a method of measuring the switching charge of a transistor including a gate oxide,
applying a voltage pulse to the gate of the transistor;
measuring at least one average direct current between a well of the transistor and a source of the transistor and between a well and a drain of the transistor in response to the voltage pulse; and
Comprising a step of calculating switching charge based on the measured average direct current,
The gate oxide includes a ferroelectric material,
The step of measuring the average direct current is measuring the average direct current using a 3-terminal between the point connecting the source and the drain and the well.
Switching charge measurement method.
제 6 항에 있어서,
상기 스위칭 전하를 계산하는 단계는,
상기 측정된 평균 직류 전류를 상기 입력된 전압 펄스의 주파수로 나눈 값을 상기 스위칭 전하로 연산하는
스위칭 전하 측정 방법.
According to claim 6,
The step of calculating the switching charge is,
Calculating the measured average direct current divided by the frequency of the input voltage pulse as the switching charge.
Switching charge measurement method.
제 7 항에 있어서,
상기 전압 펄스를 인가하는 단계는,
100Hz이상이고 1GHz 이하인 주파수를 갖는 상기 전압 펄스를 인가하는
스위칭 전하 측정 방법.
According to claim 7,
The step of applying the voltage pulse is,
Applying the voltage pulse with a frequency of 100 Hz or more and 1 GHz or less
Switching charge measurement method.
제 6 항에 있어서,
상기 전압 펄스를 인가하는 단계는,
0.1V 이상이고 10V 이하인 상기 전압 펄스를 인가하는,
스위칭 전하 측정 방법.
According to claim 6,
The step of applying the voltage pulse is,
Applying the voltage pulse of 0.1V or more and 10V or less,
Switching charge measurement method.
제 6 항에 있어서,
상기 강유전체 물질은,
산화하프늄(HfO2) 또는 지르코니아(ZrO2)를 포함하는 물질인,
스위칭 전하 측정 방법.
According to claim 6,
The ferroelectric material is,
A material containing hafnium oxide (HfO2) or zirconia (ZrO2),
Switching charge measurement method.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서,
상기 컴퓨터 프로그램은,
게이트 산화물을 포함하는 트랜지스터의 스위칭 전하를 측정하는 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하고,
상기 트랜지스터의 게이트에 전압 펄스를 인가하는 단계;
상기 전압 펄스에 응답하여 상기 트랜지스터의 웰(well)과 상기 트랜지스터의 소스(source)의 사이 및 상기 트랜지스터의 웰과 드레인(drain)사이 중 적어도 어느 하나의 평균 직류 전류를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 평균 직류 전류를 기초로 스위칭 전하를 계산하는 단계를 포함하고,
상기 게이트 산화물은 강유전체 물질을 포함하고,
상기 평균 직류 전류를 측정하는 단계는 상기 소스와 상기 드레인을 연결한 지점과 상기 웰 사이의 3-단말(3-terminal)을 이용하여 평균 직류 전류를 측정하는,
컴퓨터 프로그램.
A computer program stored on a computer-readable recording medium,
The computer program is,
Includes instructions for causing the processor to perform a method of measuring the switching charge of a transistor including a gate oxide,
applying a voltage pulse to the gate of the transistor;
measuring at least one average direct current between a well of the transistor and a source of the transistor and between a well and a drain of the transistor in response to the voltage pulse; and
Comprising a step of calculating switching charge based on the measured average direct current,
The gate oxide includes a ferroelectric material,
The step of measuring the average direct current is measuring the average direct current using a 3-terminal between the point connecting the source and the drain and the well.
computer program.
컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서,
상기 컴퓨터 프로그램은,
게이트 산화물을 포함하는 트랜지스터의 스위칭 전하를 측정하는 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하고,
상기 트랜지스터의 게이트에 전압 펄스를 인가하는 단계;
상기 전압 펄스에 응답하여 상기 트랜지스터의 웰(well)과 상기 트랜지스터의 소스(source)의 사이 및 상기 트랜지스터의 웰과 드레인(drain)사이 중 적어도 어느 하나의 평균 직류 전류를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 평균 직류 전류를 기초로 스위칭 전하를 계산하는 단계를 포함하고,
상기 게이트 산화물은 강유전체 물질을 포함하고,
상기 평균 직류 전류를 측정하는 단계는 상기 소스와 상기 드레인을 연결한 지점과 상기 웰 사이의 3-단말(3-terminal)을 이용하여 평균 직류 전류를 측정하는,
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
A computer-readable recording medium storing a computer program,
The computer program is,
Includes instructions for causing the processor to perform a method of measuring the switching charge of a transistor including a gate oxide,
applying a voltage pulse to the gate of the transistor;
measuring at least one average direct current between a well of the transistor and a source of the transistor and between a well and a drain of the transistor in response to the voltage pulse; and
Comprising a step of calculating switching charge based on the measured average direct current,
The gate oxide includes a ferroelectric material,
The step of measuring the average direct current is measuring the average direct current using a 3-terminal between the point connecting the source and the drain and the well.
A computer-readable recording medium.
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