Page 100 - Kỷ yếu hội thảo quốc tế: Ứng dụng công nghệ mới trong công trình xanh - lần thứ 9 (ATiGB 2024)

th
HỘI THẢO QUỐC TẾ ATiGB LẦN THỨ CHÍN - The 9 ATiGB 2024 91

Kết quả khảo sát cho thấy so với sử dụng vật liệu điện lớp điện môi tox. Theo đó khi t ox tăng thì làm giảm điện
môi thông thường là SiO2 được sử dụng phổ biến dung liên kết Cg dẫn đến dòng giảm hiệu ứng điện
trong công nghiệp bán dẫn hiện nay thì sử dụng vật trường tác động từ cực cổng vào kênh dẫn làm mật độ
liệu điện môi có hệ số điện môi cao giúp gia tăng dòng hạt dẫn giảm. Kết quả này thể hiện rõ trên đặc
đáng kể hiệu suất hoạt động của linh kiện đơn lớp BP tính dòng-áp của linh kiện khi thay đổi độ dày lớp điện
nói riêng và FET nói chung. Các thông số kỹ thuật môi, khi độ dày lớp điện môi tăng thì mật độ dòng điện
của linh kiện đơn lớp BP FET như điện dung cực giảm tại cùng mức điện áp đặt VD và VG. Bảng 3 thể
cổng, tỷ số mở/đóng, vận tốc hạt dẫn theo vật liệu hiện sự thay đổi các thông số kỹ thuật của linh kiện
điện môi cực cổng được thể hiện trong bảng 2. Theo đơn lớp BP FET như điện dung cực cổng, tỷ số
đó, khi vật liệu có hệ số điện môi càng cao thì hiệu mở/đóng, vận tốc hạt dẫn theo độ dày lớp điện môi
suất hoạt động của linh kiện cũng tăng. Sử dụng vật HfO2. Kết quả tính toán cho thấy, hiệu suất hoạt động
liệu có hệ số điện môi cao như HfO2 trong cấu trúc của linh kiện giảm khi độ dày lớp vật liệu điện môi
đơn lớp BP FET cho hiệu suất cao hơn so với sử dụng tăng. Điều này cũng phù hợp với sự sụt giảm của điện
SiO2 có thể được hiểu là vật liệu này giúp tạo ra dòng dung cực cổng Cg theo tox tăng như đã thảo luận ở trên,
rò nhỏ hơn và mức điện áp ngưỡng nhỏ hơn và do đó tác động làm giảm hiệu suất linh kiện.
làm giảm hiệu ứng kênh dẫn ngắn đối với các linh
kiện ở kích thước nano [17].

Hình 4. (a) Đường đặc tính ID-VD. Hình 5. (a) Đường đặc tính ID-VD.
(b) Đường đặc tính ID-VG của linh kiện đơn lớp BP (b) Đường đặc tính ID-VG của linh kiện đơn
FET sử dụng các loại vật liệu điện môi khác nhau lớp BP FET với độ dày của lớp điện môi
Bảng 2. Các thông số kỹ thuật hoạt động HfO2 (tox) khác nhau
của đơn lớp BP FET đối với các vật liệu điện môn Bảng 3. Các thống số kỹ thuật hoạt động
cực cổng khác nhau
của linh kiện đơn lớp BP FET khi độ dày của lớp
Vật C g Hệ số mở/đóng v avg điện môi HfO2 thay đổi
liệu ε r (F/m ) (×10 ) (×10 m/s) t ox C g Hệ số mở/đóng v avg
5
2
4
2
SiO 2 3,9 0,026 0,37 6,1 (nm) (F/m ) (×10 ) (×10 m/s)
5
4
Y 2O 3 15 0,066 1,1 7,7 1 0,103 2,0 9,2
HfO 2 25 0,083 1,5 8,4 2 0,083 1,5 8,4
Hiệu suất hoạt động của linh kiện đơn lớp BP FET 3 0,069 1,2 7,9
cũng được khảo sát theo độ dày của lớp điện môi cực 3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến
cổng. Đặc tính ID-VD tại VG = 0,5 V và ID-VG tại VD = hoạt động của BP FET
0,5 V với lớp điện môi HfO2 với độ dày khác nhau tại
300 K được trình bày trên hình 5. Ngược với hệ số điện Trong nghiên cứu này, sự thay đổi hiệu suất hoạt
môi thì điện dung cực cổng C g tỷ lệ nghịch với độ dày động của linh kiện đơn lớp BP FET theo nhiệt độ
ISBN: 978-604-80-9779-0