• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.135-141
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• 2014

본 연구에서는 무접합 MuGFET의 핀 폭에 따른 문턱전압의 변화를 줄이기 위한 소자 설계 가이드라인을 제시하였다. 제작된 무접합 MuGFET으로부터 핀 폭이 증가할수록 문턱전압의 변화가 증가하는 것을 알 수 있었다. 무접합 MuGFET의 핀 폭에 따른 문턱전압의 변화를 줄이기 위한 소자 설계가이드라인으로 게이트 유전체, 실리콘박막의 두께, 핀 수를 최적화 하는 연구를 3차원 소자 시뮬레이션을 통해 수행하였다. 고 유전율을 갖는 $La_2O_3$ 유전체를 게이트 절연층으로 사용하거나 실리콘 박막을 최대한 얇게 하므로 핀 폭이 증가해도 문턱전압의 변화율을 줄일 수 있음을 알 수 있었다. 특히 유효 채널 폭을 같게 하면서 핀 수를 많게 하므로 문턱전압 변화율과 문턱전압 아래 기울기를 작게 하는 것이 무접합 MuGFET의 최적의 소자 설계 가이드라인임을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.2133-2138
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• 2013

다중게이트 구조인 나노 와이어 n-채널 무접합(junctionless) 및 반전모드(inversion mode) MuGFET에서 문턱전압 이하의 급격히 작은 기울기 (subthreshold slope)가 온도에 따라 변하는 것을 비교 분석하였다. 온도가 증가함에 따라 무접합 및 반전모드 소자의 문턱전압 아래 기울기는 증가하는 것으로 관측 되었다. 문턱전압 아래 기울기 증가는 반전모드 소자보다 무접합 소자에서 더 심함을 알 수 있었다. 소자의 핀 폭이 다른 소자의 문턱전압 아래 기울기의 온도 의존성은 비슷한 것으로 관측되었다. 그리고 기판 전압에 따른 문턱전압 아래 기울기의 온도 의존성 측정으로부터 기판전압이 증가함에 따라 문턱전압 아래 기울기 변화는 심하지 않는 것으로 관측되었다. 기판에 양의 전압을 인가하므로 무접합 MuGFET 소자를 이용하여 400K 온도에서도 문턱전압 아래 기울기가 41mV/dec 이하인 소자를 구현할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.785-792
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• 2012

본 연구에서는 고속 및 저전력 스위칭 소자 응용을 위하여 n-채널 무접합 및 반전모드 MuGFET 와 p-채널 무접합 및 축적모드 MuGFET의 기판전압에 따른 전류-전압 특성을 측정하고 비교 분석하였다. 기판전압에 따른 문턱전압과 포화 드레인 전류 변화로부터 n-채널 소자에서는 반전모드 소자가 무접합 소자보다 변화량이 크며 p-채널 소자에서는 무접합 소자가 축적모드 소자보다 변화량이 큰 것을 알 수 있었다. 전달컨덕턴스 변화는 n-채널 소자보다 p-채널 소자의 변화량이 큰 것을 알 수 있었다. 그리고 subthreshold swing 특성으로부터 n-채널 소자와 p-채널 무접합 소자는 기판전압 변화에 따라 S값의 변화가 거의 없지만 p-채널 축적모드 소자는 기판전압이 양의 방향으로 증가할 때 S 값이 증가하는 것으로 관측되었다. 기판전압을 이용한 고속 및 저전력 스위칭 소자 응용 측면에서는 n-채널 소자에서는 반전모드 소자가 p-채널 소자에서는 무접합 소자가 더 좋은 특성을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.151-157
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• 2013

본 연구에서는 다중게이트 구조인 나노 와이어 n-채널 무접합(junctionless)와 반전모드(inversion mode) 다중게이트 MOSFET(Multiple-Gate MOSFET : MuGFET)의 PBTI에 의한 소자 특성 저하를 비교 분석하였다. PBTI에 의해서 무접합 및 반전모드 소자의 문턱전압이 증가하는 것으로 관측되었으며 무접합 소자의 문턱전압 변화가 반전모드 소자보다 작음을 알 수 있었다. 그러나 소자특성 저하 비율은 반전모드 소자가 무접합 소자보다 큰 것으로 관측되었다. 특성저하 활성화 에너지는 반전모드 소자가 무접합 소자보다 큰 것을 알 수 있었다. PBTI에 의한 소자 특성 저하가 무접합 소자보다 반전모드 소자가 더 심한 것을 분석하기 위하여 3차원 소자 시뮬레이션을 수행하였다. 같은 게이트 전압에서 전자의 농도는 같으나 수직방향의 전계는 반전모드 소자가 무접합 소자보다 큰 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.1885-1890
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• 2013

본 연구에서는 극저온에서 다중 게이트 구조인 나노스케일 p-채널 무접합(junctionless) 과 축적모드(accumulation mode) 다중 게이트 FET의 전기적 특성을 분석하였다. 헬륨을 사용하는 극저온 프로브 스테이션을 사용하여 소자를 측정하였다. 극저온과 낮은 드레인 전압에서 무접합 트랜지스터의 드레인 전류의 진동 현상이 축적모드 보다 심한 것을 알 수 있었다. 이는 무접합 트랜지스터에서는 채널이 실리콘 박막의 가운데 형성되므로 전기적 채널 폭이 축적모드 트랜지스터 보다 작기 때문이다. 온도가 증가할수록 드레인 전류가 증가하며 최대 전달 컨덕턴스도 증가하는 것을 알 수 있었다. 이는 온도가 증가할수록 문턱전압이 감소하며 이동도가 증가하는 데서 기인된 것을 알 수 있었다. 소자의 크기가 나노미터 레벨로 축소되면 양자현상에 의한 드레인 전류 진동이 상온에도 일어날 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.1657-1662
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• 2014

본 연구에서는 다중게이트 구조인 n-채널 무접합(junctionless) MuGFET 의 기판 전압이 zero capacitor RAM(Z-RAM) 특성에 미치는 영향에 대하여 실험적으로 분석하였다. 핀 폭이 50nm 이고, 핀 수가 1인 무접합 트랜지스터의 드레인에 3.5V, 기판에 0V 가 인가된 경우, 메모리 윈도우는 0.34V 이며 센싱 마진 은 $1.8{\times}10^4$ 의 특성을 보였다. 양의 기판 전압이 인가되면 충격 이온화가 증가하여 메모리 윈도우와 센싱 마진 특성이 개선되었다. 기판 전압이 0V에서 10V로 증가함에 따라, 메모리 윈도우 값은 0.34V 에서 0.96V 로 증가하였고, 센싱 마진 또한 소폭 증가하였다. 기판 전압에 따른 무접합 트랜지스터의 메모리 윈도우 민감도가 반전 모드 트랜지스터 보다 큰 것을 알 수 있었다. Gate Induced Drain Leakage(GIDL) 전류가 작은 무접합 소자의 경우 반전모드 소자에 비해서 보유시간 특성이 좋을 것으로 사료된다. Z-RAM의 동작 신뢰도 평가를 위해서 셋/리셋 전압 및 전류의 변화를 측정하였다.