• 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 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.18 no.9
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• pp.2183-2188
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• 2014

This paper has analyzed threshold voltage movement for channel doping concentration of asymmetric double gate(DG) MOSFET. The asymmetric DGMOSFET is generally fabricated with low doping channel and fully depleted under operation. Since impurity scattering is lessened, asymmetric DGMOSFET has the adventage that high speed operation is possible. The threshold voltage movement, one of short channel effects necessarily occurred in fine devices, is investigated for the change of channel doping concentration in asymmetric DGMOSFET. The analytical potential distribution of series form is derived from Possion's equation to obtain threshold voltage. The movement of threshold voltage is investigated for channel doping concentration with parameters of channel length, channel thickness, oxide thickness, and doping profiles. As a result, threshold voltage increases with increase of doping concentration, and that decreases with decrease of channel length. Threshold voltage increases with decrease of channel thickness and bottom gate voltage. Lastly threshold voltage increases with decrease of oxide thickness.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.17 no.6
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• pp.1409-1413
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• 2013

This paper analyzed the change of subthreshold current for channel doping concentration of double gate(DG) MOSFET. Poisson's equation had been used to analyze the potential distribution in channel, and Gaussian function had been used as carrier distribution. The potential distribution was obtained as the analytical function of channel dimension, using the boundary condition. The subthreshold current had been analyzed for channel doping concentration, and projected range and standard projected deviation of Gaussian function. Since this analytical potential model was verified in the previous papers, we used this model to analyze the subthreshold current. As a result, we know the subthreshold current was influenced on parameters of Gaussian function and channel doping concentration for DGMOSFET.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.348-348
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• 2012

휴대용 저장매체에서부터 solid state disk와 같은 고속 시스템 저장 매체 까지 플래시 메모리의 활용도가 급속도로 커지고 있다. 이에 플래시 메모리에 대한 연구 또한 활발히 진행 되고 있다. 현재 다결정 실리콘을 전하 주입 층으로 사용하는 기존의 플래시 메모리는 20 nm 급 까지 비례 축소되어 활용되고 있다. 하지만 20 nm 이하 크기의 소자에서는 과도한 누설전류와 구동전압의 불안정, 큰 간섭현상으로 인한 성능저하와 같은 많은 문제점에 봉착해 있다. 이를 해결하기 위해 FinFET, Vertical 3-dimensional memory, MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory), PRAM(Phase-change Memory)과 같은 차세대 메모리 소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 차세대 메모리 구조로 주목 받고 있는 FinFET 구조를 가진 플래시 메모리에서 fin 의 채널영역의 도핑 농도 변화에 의한 20 nm 이하의 게이트 크기를 가지는 소자의 전기적 특성과 프로그램 특성을 3차원 시뮬레이션을 통해 계산하였다. 본 연구에서는 FinFET 구조를 가진 플래시 메모리의 채널이 형성되는 fin의 윗부분도핑농도의 변화에 의한 전기적 특성과 프로그램 특성을 계산하였다. 본 계산에 사용된 구조는 게이트의 크기, 핀의 두께와 높이는 18, 15 그리고 28 nm이다. 기판은 Boron으로 $1{\times}10^{18}cm^{-3}$ 농도로 도핑 하였으며, 소스와 드레인, 다결정 실리콘 게이트는 $1{\times}10^{20}cm^{-3}$ 농도로 Phosphorus로 도핑 하였다. 채널이 형성되는 fin의 윗부분의 도핑농도를 $1{\times}10^{18}cm^{-3}$ 에서 $1{\times}5^{19}cm^{-3}$ 까지 변화 시키면서 각 농도에 대한 프로그램 특성과 전기적 특성을 계산하였다. 전류-전압 곡선과 전자주입 층에 주입되는 전하의 양을 통해 특성을 확인하였고 각 구조에서의 채널과 전자 주입 층의 전자의 농도, 전기장, 전기적 위치 에너지와 공핍 영역의 분포를 통해 분석하였다. 채널의 도핑농도 변화로 인한 fin 영역의 공핍 영역의 분포 변화로 인해 전기적 특성과 프로그램 특성이 변화함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2014.05a
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• pp.748-751
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• 2014

This paper has analyzed threshold voltage movement for channel doping concentration of asymmetric double gate(DG) MOSFET. The asymmetric DGMOSFET is generally fabricated with low doping channel and fully depleted under operation. Since impurity scattering is lessened, asymmetric DGMOSFET has the adventage that high speed operation is possible. The threshold voltage movement, one of short channel effects necessarily occurred in fine devices, is investigated for the change of channel doping concentration in asymmetric DGMOSFET. The analytical potential distribution of series form is derived from Possion's equation to obtain threshold voltage. The movement of threshold voltage is investigated for channel doping concentration with parameters of channel length, channel thickness, oxide thickness, and doping profiles. As a result, threshold voltage increases with increase of doping concentration, and that decreases with decrease of channel length. Threshold voltage increases with decrease of channel thickness and bottom gate voltage. Lastly threshold voltage increases with decrease of oxide thickness.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.19 no.7
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• pp.1617-1622
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• 2015

This paper analyzes the ratio of tunneling current for channel doping concentration of sub-10 nm asymmetric double gate(DG) MOSFET. The ratio of tunneling current for off current in subthreshold region increases in the region of channel length of 10 nm below. Even though asymmetric DGMOSFET is developed to reduce short channel effects, the increase of tunneling current in sub-10 nm is inevitable. As the ratio of tunneling current in off current according to channel doping concentration is calculated in this study, the influence of tunneling current to occur in short channel is investigated. To obtain off current to consist of thermionic emission and tunneling current, the analytical potential distribution is obtained using Poisson equation and tunneling current using WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin). As a result, tunneling current is greatly changed for channel doping concentration in sub-10 nm asymmetric DGMOSFET, specially with parameters of channel length, channel thickness, and top/bottom gate oxide thickness and voltage.

• 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.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2013.05a
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• pp.768-771
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• 2013

This paper analyzed the change of subthreshold current for channel doping concentration of double gate(DG) MOSFET. Poisson's equation had been used to analyze the potential distribution in channel, and Gaussian function had been used as carrier distribution. The potential distribution was obtained as the analytical function of channel dimension, using the boundary condition. The subthreshold current had been analyzed for channel doping concentration, and projected range and standard projected deviation of Gaussian function. Since this analytical potential model was verified in the previous papers, we used this model to analyze the subthreshold current. As a result, we know the subthreshold current was influenced on parameters of Gaussian function and channel doping concentration for DGMOSFET.