• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.805-810
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• 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
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• 제18권9호
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• pp.2183-2188
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• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널 도핑농도 변화에 따른 문턱전압이동 현상에 대하여 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 일반적으로 저 농도로 채널을 도핑하여 완전결핍상태로 동작하도록 제작한다. 불순물산란의 감소에 의한 고속 동작이 가능하므로 고주파소자에 응용할 수 있다는 장점이 있다. 미세소자에서 필연적으로 발생하고 있는 단채널 효과 중 문턱전압이동현상이 비대칭 DGMOSFET의 채널도핑농도의 변화에 따라 관찰하고자 한다. 문턱전압을 구하기 위하여 해석학적 전위분포를 포아송방정식으로부터 급수형태로 유도하였다. 채널길이와 두께, 산화막 두께 및 도핑분포함수의 변화 등을 파라미터로 하여 도핑농도에 따라 문턱전압의 이동현상을 관찰하였다. 결과적으로 도핑농도가 증가하면 문턱전압이 증가하였으며 채널길이가 감소하면 문턱전압이 크게 감소하였다. 또한 채널두께와 하단게이트 전압이 감소하면 문턱전압이 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 산화막 두께가 감소하면 문턱전압이 증가하는 것을 알 수 있었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제17권5호
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• pp.270-274
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• 2016

This article investigates the use of the Gaussian-channel doping profile for the control of the short-channel effects in the double-gate MOSFET whereby a two-dimensional (2D) quantum simulation was used. The simulations were completed through a self-consistent solving of the 2D Poisson equation and the Schrodinger equation within the non-equilibrium Green’s function (NEGF) formalism. The impacts of the p-type-channel Gaussian-doping profile parameters such as the peak doping concentration and the straggle parameter were studied in terms of the drain current, on-current, off-current, sub-threshold swing (SS), and drain-induced barrier lowering (DIBL). The simulation results show that the short-channel effects were improved in correspondence with incremental changes of the straggle parameter and the peak doping concentration.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.748-751
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• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널 도핑농도 변화에 따른 문턱전압이동현상에 대하여 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 일반적으로 저농도로 채널을 도핑하여 완전결핍상태로 동작하도록 제작한다. 불순물산란의 감소에 의한 고속동작이 가능하므로 고주파소자에 응용할 수 있다는 장점이 있다. 미세소자에서 필연적으로 발생하고 있는 단채널효과 중 문턱전압이동현상이 비대칭 DGMOSFET의 채널도핑농도의 변화에 따라 관찰하고자 한다. 문턱전압을 구하기 위하여 해석학적 전위분포를 포아송방정식으로부터 급수형태로 유도하였다. 채널길이와 두께, 산화막두께 및 도핑분포함수의 변화 등을 파라미터로 하여 도핑농도에 따라 문턱전압의 이동현상을 관찰하였다. 결과적으로 도핑농도가 증가하면 문턱전압이 증가하였으며 채널길이가 감소하면 문턱전압이 크게 감소하였다. 또한 채널두께와 하단게이트 전압이 감소하면 문턱전압이 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 산화막두께가 감소하면 문턱전압이 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.1409-1413
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• 2013

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 채널도핑농도의 변화에 따른 문턱전압이하 전류의 변화를 분석하였다. 이를 위하여 이중게이트 MOSFET의 채널 내 전위분포를 구하기 위하여 포아송방정식을 이용하였으며 이때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용하였다. 전위분포는 경계조건을 이용하여 채널크기에 따른 해석학적인 함수로 구하였다. 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 채널도핑농도 등에 대하여 문턱전압 이하 전류 특성의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 전위모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 문턱전압이하 전류 특성을 분석하였다. 분석결과, 문턱전압이하 전류는 채널도핑농도 및 가우시안 분포함수의 변수 등에 크게 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제18권5호
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• pp.272-276
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• 2008

In submicron MOSFET devices, maintaining the ratio between the channel length (L) and the channel depth (D) at 3 : 1 or larger is known to be critical in preventing deleterious short-channel effects. In this study, n-type SOI-MOSFETs with a channel length of $0.1\;{\mu}m$ and a Si film thickness (channel depth) of $0.033\;{\mu}m$ (L : D = 3 : 1) were virtually fabricated using a TSUPREM-4 process simulator. To form functioning transistors on the very thin Si film, a protective layer of $0.08\;{\mu}m$-thick surface oxide was deposited prior to the source/drain ion implantation so as to dampen the speed of the incoming As ions. The p-type boron doping concentration of the Si film, in which the device channel is formed, was used as the key variable in the process simulation. The finished devices were electrically tested with a Medici device simulator. The result showed that, for a given channel doping concentration of $1.9{\sim}2.5\;{\times}\;10^{18}\;cm^{-3}$, the threshold voltage was $0.5{\sim}0.7\;V$, and the subthreshold swing was $70{\sim}80\;mV/dec$. These value ranges are all fairly reasonable and should form a 'magic region' in which SOI-MOSFETs run optimally.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.1617-1622
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• 2015

본 연구에서는 10 nm이하 채널길이를 갖는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널도핑농도 변화에 대한 터널링 전류(tunneling current)의 변화에 대하여 분석하고자 한다. 채널길이가 10 nm이하로 감소하면 차단전류에서 터널링 전류의 비율이 문턱전압이하 영역에서 차지하는 비율이 증가하게 된다. 비록 비대칭 이중게이트 MOSFET가 단채널효과를 감소시키기 위하여 개발되었을지라도 10 nm 이하에서 터널링 전류에 의한 차단전류의 증가는 필연적이다. 본 연구에서는 채널도핑농도의 변화에 대하여 차단전류 중에 터널링 전류의 비율 변화를 계산함으로써 단채널에서 발생하는 터널링 전류의 영향을 관찰하고자 한다. 열방사 전류와 터널링 전류로 구성된 차단전류를 구하기 위하여 포아송방정식을 이용하여 해석학적 전위분포를 구하였으며 WKB(Wentzel- Kramers-Brillouin) 근사를 이용하여 터널링 전류를 구하였다. 결과적으로 10 nm이하의 채널길이를 갖는 비대칭 이중게이트 MOSFET에서는 채널도핑농도에 의하여 터널링 전류가 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 채널길이, 채널두께, 상하단 게이트 산화막 및 전압 등의 파라미터에 따라 매우 큰 변화를 보이고 있었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.266-268
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• 2013

In this paper, we study the channel doping concentration characteristics of junctionless nanowire transistors (JLT) using Edison nanowire FET device simulation. JLT has no junctions by very simple fabrication process. And this device has less variability and better electrical properties than classical inversion-mode transistors with PN junctions at the source and drain. In this simulation we use tri-gate structure. Source and drain doping concentration is $10^{20}atoms/cm^3$. The simulation results show that I-V characteristics of JLT change due to the variation of channel doping concentration.

• 대한전자공학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1286-1293
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• 1988

자기정렬 DMOS 트랜지스터의 채널 길이에 관한 수식을 2차원적인 Caussian 농도분포식으로부터 유도하였다. 본 논문에서는 제시된 채널 길이에 관한 수식은 기판의 농도, 이중확산된 각 영역의 표면 농도와 수직 접합 깊이의 함수로 이루어져 있으며, 계산된 실험치와 잘 일치하고 있다. 또한 고전압용 DMOS 트랜지스터에서 채널 punchthrough를 억제할 수 있는 최소 채널 길이를 채널영역의 평균농도를 이용하여 계산하였으며 소자 simulation을 통하여 최적의 채널 조건(채널농도분포 및 채널 길이)를 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.2403-2408
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• 2013

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET에 대한 차단전류를 분석하기 위하여 도핑분포함수에 따라 상단과 하단게이트에 의한 전류분포를 분석할 것이다. 분석을 위하여 실험치에 유사한 결과를 얻을 수 있도록 채널도핑농도의 분포함수로써 가우시안함수를 사용하여 유도한 포아송방정식의 이차원 해석학적 전위모델을 이용하여 차단전류를 분석하였다. 특히 소자 파라미터인 채널길이, 채널두께, 게이트산화막 두께 및 채널도핑농도 등을 파라미터로 하여 가우스함수의 이온주입범위 및 분포편차의 변화에 대한 차단전류의 변화를 분석하였다. 분석결과 차단전류는 소자파라미터에 의한 상하단 전류의 변화에 따라 커다란 변화를 보이고 있었으며 특히 채널도핑함수인 가우시안 함수의 형태에 따라서도 큰 변화를 보이고 있다는 것을 관찰할 수 있었다.