• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
• /
• pp.208-211
• /
• 1999

Abstract - Electrical characteristics or asymmetric n-MOSFET's with different source and drain geometry are experimently investigated using test structures having various gate width. Saturation drain current and resistance in linear region are estimated by a simple schematic model, which consists of conventional device having parasitic resistor. A comparison of experimental results of symmetric and asymmetric devices gives the parasitic resistance caused by abnormal device structure. The suggested model shows good agreement with the measured drain current for both forward- and reverse-modes.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제38권7호
• /
• pp.464-472
• /
• 2001

집적도 향상을 위해 사용되는 비대칭 n-MOSFET를 0.35 ㎛ CMOS공정으로 제조하여 그 전기적 특성을 조사고 전기적 모델을 제시하였다. 비대칭형 n-MOSFET는 대칭형 n-MOSFET에 비해 포화영역의 드레인 전류는 감소하였으며, 선형영역의 저항은 증가하였다. 그리고 비대칭형 n-MOSFET에서 보다 낮은 기판 전류가 측정되었다. 측정결과를 찬조하여 비대칭 n-MOSFET를 회로설계에 용이하게 사용할 수 있도록 기존의 대칭형 소자 모델을 개선한 새로운 모델을 제시하였다. 이 모델링의 정확성을 MEDICI 시뮬레이션을 통해 확인하였고, 대부분의 게이트 폭 범위에서 계산된 비대칭 n-MOSFET의 포화 전류 값은 측정값과 거의 일치하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.793-798
• /
• 2016

본 연구에서는 1T-DRAM 응용을 위해 Bipolar Junction Transistor 모드 (BJT mode)에서 비대칭 소스/드레인 수직형 나노와이어 소자의 순방향 및 역방향 메모리 윈도우 특성을 분석하였다. 사용된 소자는 드레인 농도가 소스 농도보다 높으며 소스 면적이 드레인 면적보다 큰 사다리꼴의 수직형 gate-all-around (GAA) MOSFET 이다. BJT모드의 순방향 및 역방향 이력곡선 특성으로부터 순방향의 메모리 윈도우는 1.08V이고 역방향의 메모리 윈도우는 0.16V이었다. 또 래치-업 포인트는 순방향이 역방향보다 0.34V 큰 것을 알 수 있었다. 측정 결과를 검증하기 위해 소자 시뮬레이션을 수행하였으며 시뮬레이션 결과는 측정 결과와 일치하는 것을 알 수 있었다. 1T-DRAM에서 BJT 모드를 이용하여 쓰기 동작을 할 때는 드레인 농도가 높은 것이 바람직함을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.1399-1404
• /
• 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/m일 경우 비대칭 이중게이트 MOSFET의 상단게이트 전압을 문턱전압으로 정의하였다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 단채널 효과를 감소시키면서 채널길이 및 채널두께를 초소형화할 수 있는 장점이 있으므로 본 연구에서는 채널길이와 두께 비에 따라 드레인 유도 장벽 감소를 관찰하였다. 결과적으로 드레인 유도 장벽 감소현상은 단채널에서 크게 나타났으며 하단게이트 전압, 상하단 게이트 산화막 두께 그리고 채널도핑 농도 등에 따라 큰 영향을 받고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.342-343
• /
• 2012

We studied the Drain-Induced-Barrier-Lowering (DIBL) effect by different drain engineering. One other drain engineering is symmetric source-drain n-channel MOSFETs (SSD NMOSs), the other drain engineering is asymmetric source-drain n-channel MOSFETs (ASD NMOSs). Devices were fabricated using state of art 40 nm dynamic-random-access-memory (DRAM) technology. These devices have different modes which are deep drain junction mode in SSD NMOSs and shallow drain junction mode in ASD NMOSs. The shallow drain junction mode means that drain is only Lightly-Doped-Drain (LDD). The deep drain junction mode means that drain have same process with source. The threshold voltage gap between low drain voltage ($V_D$=0.05V) and high drain voltage ($V_D$=3V) is 0.088V in shallow drain junction mode and 0.615V in deep drain junction mode at $0.16{\mu}m$ of gate length. The DIBL coefficients are 26.5 mV/V in shallow drain junction mode and 205.7 mV/V in deep drain junction mode. These experimental results present that DIBL effect is higher in deep drain junction mode than shallow drain junction mode. These results are caused that ASD NMOSs have low drain doping level and low lateral electric field.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.805-810
• /
• 2016

본 논문에서는 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. 채널길이가 25 nm 이하로 감소하면 드레인 유도 장벽 감소 현상은 급격히 상승하며 채널도핑농도에도 영향을 받는 것으로 나타났다. 산화막 두께가 증가할수록 도핑농도에 따른 드레인유도장벽감소 현상의 변화가 증가하는 것을 알 수 있었다. 채널도핑 농도에 관계없이 일정한 DIBL을 유지하기 위하여 상단과 하단의 게이트 산화막 두께가 반비례하는 것을 알 수 있었다. 또한 하단게이트 전압은 그 크기에 따라 도핑농도의 영향이 변화하고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제19권11호
• /
• pp.2643-2648
• /
• 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 채널도핑 농도분포함수의 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 상하단게이트 산화막 두께가 증가할수록 DIBL은 증가하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제11권1호
• /
• pp.15-19
• /
• 2010

In this paper, we discuss design considerations for an n-channel metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) with a lateral asymmetric channel (LAC) doping profile. We employed a $0.35\;{\mu}m$ standard complementary MOSFET process for fabrication of the devices. The gates to the LAC doping overlap lengths were 0.5, 1.0, and $1.5\;{\mu}m$. The drain current ($I_{ON}$), transconductance ($g_m$), substrate current ($i_{SUB}$), drain to source leakage current ($i_{OFF}$), and channel-hot-electron (CHE) reliability characteristics were taken into account for optimum device design. The LAC devices with shorter overlap lengths demonstrated improved $I_{ON}$ and $g_m$ characteristics. On the other hand, the LAC devices with longer overlap lengths demonstrated improved CHE degradation and $I_{OFF}$ characteristics.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제12권3호
• /
• pp.93-97
• /
• 2011

In this paper, we discuss design considerations for an n-channel metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) with a lateral asymmetric channel (LAC) doping profile. We employed a 0.35 ${\mu}M$ standard complementary MOSFET process for fabrication of the devices. The gates to the LAC doping overlap lengths were 0.5, 1.0, and 1.5 ${\mu}M$. The drain current ($I_{ON}$), transconductance ($g_m$), substrate current ($I_{SUB}$), drain to source leakage current ($I_{OFF}$), and channel-hot-electron (CHE) reliability characteristics were taken into account for optimum device design. The LAC devices with shorter overlap lengths demonstrated improved $I_{ON}$ and $g_m$ characteristics. On the other hand, the LAC devices with longer overlap lengths demonstrated improved CHE degradation and $I_{OFF}$ characteristics.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제17권11호
• /
• pp.2621-2626
• /
• 2013

비대칭 이중게이트 MOSFET의 전위분포에 대하여 고찰하였으며 이를 위하여 포아송방정식의 해석학적 해를 구하였다. 대칭 DGMOSFET는 3단자 소자로서 상하단의 게이트단자가 상호 연결되어 있어 상하단 동일한 제어능력을 가지고 있으나 비대칭 DGMOSFET 소자는 4단자 소자로서 상하단 게이트단자의 전류제어능력을 각각 설정할 수 있다는 장점이 있다. 전위분포를 구할 때 포아송방정식을 이용하였으며 도핑분포함수에 가우시안 함수를 적용함으로써 보다 실험값에 근사하게 해석하였다. 비대칭 이중게이트 MOSFET의 게이트 단자전압 및 게이트 산화막 두께 그리고 채널도핑의 변화에 따라 전위분포의 변화를 관찰하였다. 비대칭 DGMOSFET의 전위분포를 관찰한 결과, 게이트단자 전압 및 게이트 산화막 두께 등에 따라 전위분포는 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 게이트 산화막 두께가 증가하는 단자에서 전위분포의 변화가 더욱 크게 나타나고 있었으며 채널도핑이 증가하면 드레인 측보다 소스 측 전위분포가 크게 변화하는 것을 알 수 있었다.