• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.19 no.3
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• pp.581-586
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• 2015

This paper has analyzed the variation of subthreshold swing for the ratio of channel length and thickness for asymmetric double gate MOSFET. The asymmetric double gate MOSFET has the advantage that the factors to control the short channel effects increase since top and bottom gate structure can be fabricated differently. The degradation of transport property due to rapid increase of subthreshold swing can be specially reduced in the case of reduction of channel length. However, channel thickness has to be reduced for decrease of channel length from scaling theory. The ratio of channel length vs. thickness becomes the most important factor to determine subthreshold swing. To analyze hermeneutically subthreshold swing, the analytical potential distribution is derived from Poisson's equation, and conduction path and subthreshold swing are calculated for various channel length and thickness. As a result, we know conduction path and subthreshold swing are changed for the ratio of channel length vs. thickness.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.14 no.10
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• pp.2305-2309
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• 2010

In this paper, the variations of threshold voltage characteristics for ratio of channel length and thickness have been alanyzed for DG(Double Gate)MOSFET having top gate and bottom gate. Since the DGMOSFET has two gates, it has advantages that contollability of gate for current is nearly twice and SCE(Short Channel Effects) shrinks in nano devices. The channel length and thickness in MOSFET determines device size and extensively influences on SCEs. The threshold voltage roll-off, one of the SCEs, is large with decreasing channel length. The threshold voltage roll-off and drain induced barrier lowing have been analyzed with various ratio of channel length and thickness for DGMOSFET in this study.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2010.05a
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• pp.765-767
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• 2010

In this paper, the variations of threshold voltage characteristics for ratio of channel length and thickness have been alanyzed for DG(Double Gate)MOSFET having top gate and bottom gate. Since the DGMOSFET has two gates, it has advantages that contollability of gate for current is nearly twice and SCE(Short Channel Effects) shrinks in nano devices. The channel length and thickness in MOSFET determines device size and extensively influences on SCEs. The threshold voltage roll-off, one of the SCEs, is large with decreasing channel length. The threshold voltage roll-off has been analyzed with various ratio of channel length and thickness for DGMOSFET in this study.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2015.05a
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• pp.829-831
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널길이와 채널두께의 비에 따른 문턱전압 및 전도중심의 변화를 분석하고자한다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 상하단 게이트 전압에 의하여 전류흐름을 제어할 수 있어 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나 채널길이가 감소하면 필연적으로 발생하는 문턱전압의 급격한 변화는 소자 특성에 커다란 영향을 미치고 있다. 특히 상하단의 게이트 전압, 상하단의 게이트 산화막 두께 그리고 도핑분포변화에 따라 발생하는 전도중심의 변화는 문턱전압을 결정하는 중요 요소가 된다. 해석학적으로 문턱전압 및 전도중심을 분석하기 위하여 해석학적 전위분포를 포아송방정식을 통하여 유도하였다. 다양한 채널길이 및 채널두께에 대하여 전도중심과 문턱전압을 계산한 결과, 채널길이와 채널두께의 비 등 구조적 파라미터뿐만이 아니라 도핑분포 및 게이트 전압 등에 따라 전도중심과 문턱전압은 크게 변화한다는 것을 알 수 있었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.41 no.7
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• pp.1-6
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• 2004

For MOSFET devices with nanometer range gate length, accurate extraction of effective gate length is highly important because transistor characteristics become very sensitive to effective channel length. In this paper, we propose a new approach to extract the effective channel length of nanometer range MOSFET by Capacitance Voltage(C-V) method. The effective channel length is extracted using gate to source/drain capacitance( $C_{gsd}$). It is shown that 1/$\beta$ method, Terada method and other C-V method are inadequate to extract the accurate effective channel length. Therefore, the proposed method is highly effective for extraction of effective channel length of 100nm CMOSFETs.s.

• 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.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2014.10a
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• pp.745-748
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• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널길이에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화에 대하여 분석하였다. 문턱전압이하 스윙은 트랜지스터의 디지털특성을 결정하는 중요한 요소로서 채널길이가 감소하면 특성이 저하되는 문제가 나타나고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 개발된 DGMOSFET의 문턱전압이하 스윙의 채널길이에 대한 변화를 채널두께, 산화막두께, 상하단 게이트 전압 및 도핑농도 등에 따라 조사하고자 한다. 특히 하단 게이트 구조를 상단과 달리 제작할 수 있는 비대칭 DGMOSFET에 대하여 문턱전압이하 스윙을 분석함으로써 하단 게이트 전압 및 하단 산화막 두께 등에 대하여 자세히 관찰하였다. 문턱전압이하 스윙의 해석학적 모델을 구하기 위하여 포아송방정식에서 해석학적 전위분포모델을 유도하였으며 도핑분포함수는 가우스분포함수를 사용하였다. 결과적으로 문턱전압이하 스윙은 상하단 게이트 전압 및 채널도핑농도 그리고 채널의 크기에 매우 민감하게 변화하고 있다는 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2011.05a
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• pp.709-711
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• 2011

본 연구에서는 Double-gate MOSFET의 DIBL(Drain Induced Barrier Lowering)의 특성을 분석하기 위하여 분석학적 전송모델을 사용하였으며 분석학적 모델을 유도하기 위하여 포아송방정식을 풀 때 급수함수를 이용하였다. 단채널 효과에서는 유효채널길이 감소와 문턱전압 감소 그리고 DIBL이 있다. DIBL은 드레인 전압 변화에 따른 문턱전압의 변화로 알 수 있다. 채널길이가 감소하면 DIBL은 감소하지만, 채널길이가 감소하면 단채널 효과가 증가한다. 본 논문에서는 채널길이에 따른 DIBL을 분석하였고, 또한 채널 두께 및 게이트 산화막의 두께에 대한 DIBL에 대하여 분석하였다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.20 no.7
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• pp.1311-1316
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• 2016

This paper analyzes the influence of tunneling current on threshold voltage shift by channel length of short channel asymmetric double gate(DG) MOSFET. Tunneling current significantly increases by decrease of channel length in the region of 10 nm below, and the secondary effects such as threshold voltage shift occurs. Threshold voltage shift due to tunneling current is not negligible even in case of asymmetric DGMOSFET to develop for reduction of short channel effects. Off current consists of thermionic and tunneling current, and the ratio of tunneling current is increasing with reduction of channel length. The WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin) approximation is used to obtain tunneling current, and potential distribution in channel is hermeneutically derived. As a result, threshold voltage shift due to tunneling current is greatly occurred for decreasing of channel length in short channel asymmetric DGMOSFET. Threshold voltage is changing according to bottom gate voltages, but threshold voltage shifts is nearly constant.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.25 no.11
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• pp.1286-1293
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• 1988

A general closed form expression for the channel length of the self-aligned double-diffused MOS transistor is obtained from the 2-dimensional Gaussian doping profile. The proposed model in this paper is composed of the doping concentration of the substrate, the final surface doping concentration and the vertical junction depth of the each double-diffused region. The calculated channel length is in good agreement with the experimental results. Also, the optimum channel structure for the prevention of the channel puncthrough is obtained by the averaged doping concentration in the channel region. A correspondence between the results of device simulation of channel punchthrough and the estimations of simplified model is confirmed.