• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2015.05a
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• pp.821-823
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 상하단 게이트 산화막 두께에 대한 드레인 유도 장벽 감소 현상에 대하여 분석하고자한다. 드레인 유도 장벽 감소 현상은 단채널 MOSFET에서 드레인전압에 의하여 소스측 전위장벽이 낮아지는 효과를 정량화하여 표현한다. 소스 측 전위장벽이 낮아지면 결국 문턱전압에 영향을 미치므로 드레인전압에 따른 문턱전압의 변화를 관찰할 것이다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 상단과 하단의 게이트 산화막 두께를 다르게 제작할 수 있는 특징이 있다. 그러므로 본 연구에서는 상단과 하단의 게이트 산화막 두께변화에 따른 드레인 유도 장벽 감소 현상을 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 이용하여 분석하였다. 결과적으로 드레인 유도 장벽 감소 현상은 상하단 게이트 산화막 두께에 따라 큰 변화를 나타냈다. 또한 도핑농도에 따라 드레인유도장벽감소 현상이 큰 영향을 받고 있다는 것을 알 수 있었다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.20 no.4
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• pp.793-798
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• 2016

In this work, the memory window characteristics of vertical nanowire device with asymmetric source and drain was analyzed using bipolar junction transistor mode for 1T-DRAM application. A gate-all-around (GAA) MOSFET with higher doping concentration in the drain region than in the source region was used. The shape of GAA MOSFET was a tapered vertical structure that the source area is larger than the drain area. From hysteresis curves using bipolar junction mode, the memory windows were 1.08V in the forward mode and 0.16V in the reverse mode, respectively. We observed that the latch-up point was larger in the forward mode than in the reverse mode by 0.34V. To confirm the measurement results, the device simulation has been performed and the simulation results were consistent in the measurement ones. We knew that the device structure with higher doping concentration in the drain region was desirable for the 1T-DRAM using bipolar junction mode.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2015.05a
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• pp.839-841
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널길이와 채널두께의 비에 따른 드레인 유도 장벽 감소 현상의 변화에 대하여 분석하고자한다. 드레인 전압이 소스 측 전위장벽에 영향을 미칠 정도로 단채널을 갖는 MOSFET에서 발생하는 중요한 이차효과인 드레인 유도 장벽 감소는 문턱전압의 이동 등 트랜지스터 특성에 심각한 영향을 미친다. 드레인 유도 장벽 감소현상을 분석하기 위하여 포아송방정식으로부터 급수형태의 전위분포를 유도하였으며 차단전류가 $10^{-7}A/m$일 경우 비대칭 이중게이트 MOSFET의 상단게이트 전압을 문턱전압으로 정의하였다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 단채널효과를 감소시키면서 채널길이 및 채널두께를 초소형화할 수 있는 장점이 있으므로 본 연구에서는 채널길이와 두께 비에 따라 드레인 유도 장벽 감소를 관찰하였다. 결과적으로 드레인 유도 장벽 감소 현상은 단채널에서 크게 나타났으며 하단게이트 전압, 상하단 게이트 산화막 두께 그리고 채널도핑 농도 등에 따라 큰 영향을 받고 있다는 것을 알 수 있었다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.19 no.6
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• pp.1399-1404
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• 2015

This paper analyzed the phenomenon of drain induced barrier lowering(DIBL) for the ratio of channel length vs. thickness of asymmetric double gate(DG) MOSFET. DIBL, the important secondary effect, is occurred for short channel MOSFET in which drain voltage influences on potential barrier height of source, and significantly affects on transistor characteristics such as threshold voltage movement. The series potential distribution is derived from Poisson's equation to analyze DIBL, and threshold voltage is defined by top gate voltage of asymmetric DGMOSFET in case the off current is 10^-7 A/m. Since asymmetric DGMOSFET has the advantage that channel length and channel thickness can significantly minimize, and short channel effects reduce, DIBL is investigated for the ratio of channel length vs. thickness in this study. As a results, DIBL is greatly influenced by the ratio of channel length vs. thickness. We also know DIBL is greatly changed for bottom gate voltage, top/bottom gate oxide thickness and channel doping concentration.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2015.10a
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• pp.858-860
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널 내 도핑농도에 대한 드레인 유도 장벽 감소 현상에 대하여 분석하고자한다. 드레인 유도 장벽 감소 현상은 드레인 전압에 의하여 소스 측 전위장벽이 낮아지는 효과로서 중요한 단채널 효과이다. 이를 분석하기 위하여 포아송방정식을 이용하여 해석학적 전위분포를 구하였으며 전위분포에 영향을 미치는 채널도핑 농도뿐만이 아니라 상하단 산화막 두께, 하단 게이트 전압 등에 대하여 드레인 유도 장벽 감소 현상을 관찰하였다. 결과적으로 드레인 유도 장벽 감소 현상은 채널도핑 농도에 따라 큰 변화를 나타냈다. 단채널 효과 때문에 채널길이가 짧아지면 도핑농도에 따른 영향이 증가하였다. 도핑농도에 대한 드레인유도장벽감소 현상의 변화는 상하단 산화막 두께에 따라 큰 변화를 보였으며 산화막 두께가 증가할수록 도핑농도에 따른 변화가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 하단게이트 전압은 그 크기에 따라 도핑농도의 영향이 변화하고 있다는 것을 알 수 있었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.37 no.12
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• pp.1-9
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• 2000

A new method, the external resistance method (ERM method), is proposed for accurate extraction of the gate bias-dependent effective channel carrier mobility (${\mu}_{eff}$) and separated parasitic source/drain resistances ($R_S$ and $R_D$) of n-channel MOSFET's. The proposed ERM method is applied to n-channel LDD MOSFETs with two different gate lengths ($W_m/L_m=30{\mu}m/0.6{\mu}m,\;30{\mu}m/1{\mu}m$) in the linear mode of current-voltage characteristics ($I_D-V_{GS},\;V_{DS}$). We also considered gate voltage dependence of separated $R_2$ and $R_D$ in the accurate modeling and extraction of effective channel carrier mobility. Good agreement of experimental data is observed in submicron n-channel LDD MOSFETs. Combining with capacitance-voltage characteristics, the ERM method is expected to be very useful for accurate and efficient extraction of ${\mu}_{eff},\;R_D,\;R_S$, and other characteristic parameters in both symmetric and asymmetric structure MOSFET's in which parasitic resistances are critical to the improvement of high speed performance and reliability.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.20 no.4
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• pp.805-810
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• 2016

The dependence of drain induced barrier lowering(DIBL) is analyzed for doping concentration in channel of asymmetric double gate(DG) MOSFET. The DIBL, the important short channel effect, is described as lowering of source barrier height by drain voltage. The analytical potential distribution is derived from Poisson's equation to analyze the DIBL, and the DIBL is observed according to top/bottom gate oxide thickness and bottom gate voltage as well as channel doping concentration. As a results, the DIBL is significantly influenced by channel doping concentration. DIBL is significantly increased by doping concentration if channel length becomes under 25 nm. The deviation of DIBL is increasing with increase of oxide thickness. Top and bottom gate oxide thicknesses have relation of an inverse proportion to sustain constant DIBL regardless channel doping concentration. We also know the deviation of DIBL for doping concentration is changed according to bottom gate voltage.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2015.10a
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• pp.863-865
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널 내 도핑농도분포에 대한 드레인유도장벽감소(Drain Induced Barrier Lowering; DIBL)에 대하여 분석하고자한다. DIBL은 드레인 전압에 의하여 소스 측 전위장벽이 낮아지는 효과로서 중요한 단채널 효과이다. 이를 분석하기 위하여 포아송방정식을 이용하여 해석학적 전위분포를 구하였으며 전위분포에 영향을 미치는 채널도핑농도의 분포함수변화에 대하여 DIBL을 관찰하였다. 채널길이, 채널두께, 상하단 게이트 산화막 두께, 하단 게이트 전압 등을 파라미터로 하여 DIBL을 관찰하였다. 결과적으로 DIBL은 채널도핑농도분포함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차에 변화를 나타냈다. 특히 두 변수에 대한 DIBL의 변화는 최대채널도핑농도가 $10^{18}/cm^3$ 정도로 고도핑 되었을 경우 더욱 현저히 나타나고 있었다. 채널길이가 감소할수록 그리고 채널두께가 증가할수록 DIBL은 증가하였으며 하단 게이트 전압과 상하단 게이트 산화막 두께가 증가할수록 DIBL은 증가하였다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.19 no.11
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• pp.2643-2648
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• 2015

This paper analyzes the phenomenon of drain induced barrier lowering(DIBL) for doping profiles in channel of asymmetric double gate(DG) MOSFET. The DIBL, the important short channel effect, is described as lowering of source barrier height by drain voltage. The analytical potential distribution is derived from Poisson's equation to analyze the DIBL, and the DIBL is observed according to the change of doping profile to influence on potential distribution. As a results, the DIBL is significantly influenced by projected range and standard projected deviation, the variables of channel doping profiles. The change of DIBL shows greatly in the range of high doping concentration such as $10^{18}/cm^3$. The DIBL increases with decrease of channel length and increase of channel thickness, and with increase of bottom gate voltage and top/bottom gate oxide film thickness.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.17 no.11
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• pp.2621-2626
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• 2013

This paper has presented the potential distribution for asymmetric double gate(DG) MOSFET, and sloved Poisson equation to obtain the analytical solution of potential distribution. The symmetric DGMOSFET where both the front and the back gates are tied together is three terminal device and has the same current controllability for front and back gates. Meanwhile the asymmetric DGMOSFET is four terminal device and can separately determine current controllability for front and back gates. To approximate with experimental values, we have used the Gaussian function as doping distribution in Poisson equation. The potential distribution has been observed for gate bias voltage and gate oxide thickness and channel doping concentration of the asymmetric DGMOSFET. As a results, we know potential distribution is greatly changed for gate bias voltage and gate oxide thickness, especially for gate to increase gate oxide thickness. Also the potential distribution for source is changed greater than one of drain with increasing of channel doping concentration.