Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Ferroelectric Gate-Stack on InAs

Littow, Pontus LU (2019) FYSM60 20191
Solid State Physics
Department of Physics
Abstract
Modern electronics are becoming more powerful and energy efficient for every new process generation. A key component in electronics is the transistor, which has made this trend possible. For many years the transistor has simply been scaled down.However, that is not possible any longer. To continue improving the transistor, new structures and materials need to be researched. A promising topic in this field is to use a ferroelectric film to create a negative capacitance FET that could go below the 60 mV/decade limit.
Popular Abstract (Swedish)
Allt fler personer har tillgång till en dator och en telefon idag. Dessa föremål har blivit en central roll i dagens samhälle och utbudet ökar. Över åren så har elektroniken blivit billigare och mer kraftfull vilket har lett till alla personer nu har tillgång till dessa föremål. En nyckel del till det är evolutionen av transistorn. Transistorn har funnits i många år men när den uppfanns så var den väldigt stor jämfört med hur stora dem är idag.
Idag får det plats miljoner transistorer på ett datorchip. Evolutionen av transistorn var
i början att skala ner den, det vill säga göra den mindre. Att göra transistorn mindre gjorde att energiförbrukningen minskade och att fler transistorer fick plats på samma
area. Men nu går det inte att... (More)
Allt fler personer har tillgång till en dator och en telefon idag. Dessa föremål har blivit en central roll i dagens samhälle och utbudet ökar. Över åren så har elektroniken blivit billigare och mer kraftfull vilket har lett till alla personer nu har tillgång till dessa föremål. En nyckel del till det är evolutionen av transistorn. Transistorn har funnits i många år men när den uppfanns så var den väldigt stor jämfört med hur stora dem är idag.
Idag får det plats miljoner transistorer på ett datorchip. Evolutionen av transistorn var
i början att skala ner den, det vill säga göra den mindre. Att göra transistorn mindre gjorde att energiförbrukningen minskade och att fler transistorer fick plats på samma
area. Men nu går det inte att fortsätta på detta sättet, dem fysikaliska gränserna har nåtts för den konventionella transistorn. Problem uppstod som till exempel läckströmmar och generation av värme som inte kunde ledas bort. Nya lösningar introducerades för att
lösa dessa problem, t.ex. nya geometrier på transistorn. Nya metoder och forskningsområde har introducerats för att kunna fortsätta med utvecklingen av transistorn. Ett
forskningsområde handlar om att utveckla en transistor med en minskad drivspänning. Drivspänningen är den spänningen som måste läggas på för att slå på transistorn. Genom
att minska drivspänningen och behålla den mängd ström så skulle transistorn kunna bli
mer energieffektiv men detta har visat sig vara en stor utmaning.
En lösning för denna utmaningen är att använda ett ferroelektriskt material och bygga
in den i transistor strukturen. Ett ferroelektriskt material har egenskapen att den spontana polarisationen i materialet kan ändras med ett applicera elektriskt fält. Detta på grund av att en jon i kristallstrukturen flyttar på sig när ett elektriskt fält läggs på. När fältet läggs på så ökar polarisationen tills det att alla joner har flyttats. När elektriska fältet tas bort så finns det fortfarande polarisation kvar, detta värde kallas kvarvarande polarisation och materialet har två såna värden (positiv och negativ). Genom att bygga in detta material i transistorn så möjliggör detta att drivspänningen sänks men att ström nivåerna behålls.
I detta arbete har jag jobbat med tunna Hf0.5Zr0.5O2 filmer för att utvärdera dess ferroelektriska egenskaper. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Littow, Pontus LU
supervisor
organization
course
FYSM60 20191
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
language
English
id
8986665
date added to LUP
2019-06-24 13:39:49
date last changed
2019-06-24 13:39:49
@misc{8986665,
  abstract     = {{Modern electronics are becoming more powerful and energy efficient for every new process generation. A key component in electronics is the transistor, which has made this trend possible. For many years the transistor has simply been scaled down.However, that is not possible any longer. To continue improving the transistor, new structures and materials need to be researched. A promising topic in this field is to use a ferroelectric film to create a negative capacitance FET that could go below the 60 mV/decade limit.}},
  author       = {{Littow, Pontus}},
  language     = {{eng}},
  note         = {{Student Paper}},
  title        = {{Ferroelectric Gate-Stack on InAs}},
  year         = {{2019}},
}