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dc.contributor.advisor Jang, Jae Eun -
dc.contributor.author Shin, Jeong Hee -
dc.contributor.other 신정희 -
dc.contributor.other 장재은 -
dc.contributor.other 이윤구 -
dc.date.accessioned 2017-05-10T08:49:56Z -
dc.date.available 2016-05-18 -
dc.date.issued 2013 -
dc.identifier.uri http://dgist.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002262485 en_US
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/20.500.11750/1330 -
dc.description.abstract Ultrafast electrical components have been required to apply to various devices such as the high-speed computer, the optoelectronic devices, and the communication systems. Recently for the communication field, the demanded frequency almost approaches THz range. Thus, electrical components, operated in terahertz (THz) area, should be developed. One of the challenging electrical devices is a diode, which has rectifying characteristics. Schottky diode has been used widely to convert alternative current (AC) to direct current(DC) in high frequency area. Unfortunately, the applied frequency of Schottky diodes is limited below THz level. Metal-insulator-metal (MIM) diode has been studied to overcome the frequency limit due to its fast response time. Some MIM diode results have expected theoretically an operation up to 100THz level by the nano-scale small junction dimension and the tunneling current. Therefore, from this structure we can have a motivation to solve the limit for various THz applications. Our purpose is to improve the asymmetric of I-V curve as well as the decrease of RC (resistance capacitance) constant time in MIM diode structure for high frequency rectifying performance. To achieve these purposes, a simple vertical MIM diode, a lateral MIM diode, and a metal-insulator-carbon nanotube (MIC) diode have been studied. These devices were fabricated using optical and electron beam lithography, physical vapor deposition(PVD), growth of a vertically aligned carbon nanotube by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), and lift-off process. The electric characteristics and figure of merits of these MIM diodes are investigated especially for high-speed operation. The lateral MIM and the MIC structure have shown the nonlinearity and the asymmetric characteristics depending on structural effect and work function difference. Especially in MIC diode, it shows a good rectifying performance up to 10 MHz in direct measurement mode and the estimated maximum cut-off frequency is 3.47 THz. ⓒ 2013 DGIST -
dc.description.tableofcontents Ⅰ. INTRODUCTION 1 -- 1.1 Theoretical Background 1 -- 1.1.1 p-n junction & Schottky Diode 1 -- 1.1.2 Tunnel Diode 1 -- 1.1.3 MIM tunnel Diode 5 -- Characteristics of MIM Diode 7 -- Theoretical Model of MIM Diode 9 -- Factors Limiting MIM Diode 13 -- Structure Tendency of MIM Diode 13 -- 1.2 Objective 15 -- Ⅱ. FABRICATTION 16 -- 2.1 Fabrication of Simple vertical MIM Diode 16 -- 2.2 Fabrication of Lateral MIM Diode 20 -- 2.3 Fabrication of Metal-Insulator-Carbon nanotube (MIC) Diode 22 -- Ⅲ. ELECTRIC CHARACTERISTICS AND RESULTS 28 -- 3.1 Electric Characteristics of Simple vertical MIM Diode 28 -- 3.2 Electric Characteristics of Lateral MIM Diode 33 -- 3.3 Electric Characteristics of MIC Diode 41 -- 3.4 Rectification Performance 46 -- Ⅳ. CONCLUSION 50 -- REFERENCES 52 -
dc.format.extent 56 -
dc.language eng -
dc.publisher DGIST -
dc.subject high frequency operation -
dc.subject terahertz (THz) -
dc.subject metal-insulator-metal (MIM) diode -
dc.subject 테라헤르츠 -
dc.subject MIM 다이오드 -
dc.subject 고속 동작 -
dc.title Metal-Insulator-Metal Diodes for High Frequency Applications -
dc.title.alternative 고주파를 이용한 다양한 응용을 위한 Metal-Insulator-Metal 다이오드 -
dc.type Thesis -
dc.identifier.doi 10.22677/thesis.2262485 -
dc.description.alternativeAbstract 본 논문은 고속동작을 위한 MIM 다이오드의 전기적 성질을 구조적 효과에 인해 향상시키는 것에 초점을 두고있다. 최근에 고속 컴퓨터, 광학, 통신분야 등 많은 분야에서 고속 동작의 소자들이 요구되어 지고 있다. 이로인해 요구되어 지는 주파수 범위는 거의 terahertz 까지 높아졌다. 따라서 이런 동작 주파수 범위를 갖는 고속 소자들이 필요하다. 그 중 각 분야에 꼭 필요로하는 소자 중에 하나가 정류소자인 다이오드이다. Schottky 다이오드는 일반적으로 AC 신호를 DC 신호로 바꿔주는 정류를 고주파에서도 가능하다. 그러나 이 소자의 작동 주파수는 몇 테라헤르츠까지로 제한 되어있다. MIM 다이오드는 이런 제한을 넘어서 더 빠른 고속 동작이 가능한 소자이다. 이 소자로 인해 다양한 테라헤르츠 응용이 가능하다. 하지만 더 높은 주파수에서의 동작을 위해서 MIM 다이오드도 개선 해야 할 요소가 있다. 고속 동작의 다이오드는 전류-전압 그래프가 비선형성과 비대칭성을 가져야 하고 시정수가 짧아야 한다. 하지만 MIM 다이오드는 짧은 시정수를 위해 절연막을 얇게 만들고 접촉면적을 줄였다. 하지만 이로 인해 비선형성과 비대칭성이 감소 되었다. 따라서 짧은 시정수와 함께 구조적인 비대칭성으로 비선형성을 향상시키는 것이 이 논문의 목적이다. 그래서 simple MIM 다이오드, 수평구조의 MIM 다이오드, 그리고 MIC (metal-insulator-carbon nanotube) 다이오드를 연구하였다. 구조적인 효과와 물질 적인 효과를 고려하여서 제작한 수평구조의 MIM 다이오드, MIC 다이오드는 비선형성과 비대칭성을 가진다. 그리고 또한 MIC 다이오드의 경우에는 10 MHz 까지는 아주 좋은 정류 성질을 보여주고, 추정하고 있는 cut-off 주파수는 약 3.47 THz 이다. ⓒ 2013 DGIST -
dc.description.degree Master -
dc.contributor.department Information and Communication Engineering -
dc.contributor.localauthor Shin, Jeong Hee -
dc.contributor.localauthor Jang, Jae Eun -
dc.contributor.localauthor Lee, Youn Gu -
dc.contributor.coadvisor Lee, Youn Gu -
dc.date.awarded 2013. 2 -
dc.publisher.location Daegu -
dc.description.database dCollection -
dc.date.accepted 2016-05-18 -
dc.contributor.alternativeDepartment 대학원 정보통신융합공학전공 -

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