• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.811-814
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• 2012

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 채널크기 변화에 따른 항복전압의 변화를 분석할 것이다. 차세대 나노소자인 DGMOSFET에 대한 단채널효과 중 매우 작은 값을 갖는 항복전압은 정확한 분석이 요구되고 있다. 항복전압분석을 위하여 포아송방정식의 분석학적 전위분포를 이용하였으며 이때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였다. 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 소자 파라미터인 채널의 두께, 도핑농도 등에 대하여 항복전압 특성의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 항복전압특성을 분석할 것이다. 분석결과 항복전압은 소자파라미터 및 가우시안분포함수의 모양에 크게 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.878-881
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• 2011

본 연구에서는 차세대 나노소자인 DGMOSFET에서 발생하는 단채널효과 중 하나인 드레인유기 장벽 감소(Drain Induced Barrier Lowering; DIBL)에 대하여 분석하고자 한다. 포아송방정식을 풀어 전위분포에 대한 분석학적 해를 구할 때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였으며 이때 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 소자 파라미터인 채널의 두께, 도핑강도 등에 대하여 드레인유기장벽감소의 변화를 관찰하고자 한다. 본 연구의 모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으므로 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 드레인유기장벽감소에 대하여 분석할 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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• pp.709-712
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• 2008

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET 제작시 가장 중요한 요소인 채널도핑농도가 전송특성에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 이를 위하여 분석학적 전송모델을 사용하였으며 분석학적 모델을 유도하기 위하여 포아슨방정식을 이용하였다. 나노구조 이중게이트 MOSFET에서 문턱전압이하의 전류전도에 영향을 미치는 열 방사전류와 터널링전류에 대하여 분석하였으며 본 연구의 모델이 타당하다는 것을 입증하기 위하여 서브문턱스윙값과 채널도핑농도의 관계를 이차원 시뮬레이션 값과 비교하였다. 결과적으로 본 연구에서 제시한 전송특성모델이 이차원 시뮬레이션모델과 매우 잘 일치하였으며 이중게이트 MOSFET의 구조적 파라미터에 따라 전송특성을 분석하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권7호통권361호
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• pp.16-23
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• 2007

본 논문에서는 완전 공핍된 SOI형 대칭 이중게이트 MOSFET의 문턱 전압에 대한 간단한 해석적 모델을 제시하고자 실리콘 몸체 내의 전위 분포를 근사적으로 채널에 수직한 방향의 좌표에 대해 4차 다항식으로 가정하였다. 이로써 2차원 포아송 방정식을 풀어 표면 전위의 표현식을 도출하고, 이 결과로부터 드레인 전압 변화에 의한 문턱 전압의 roll-off를 비교적 정확하게 기술할 수 있는 문턱 전압의 표현식을 closed-form의 간단한 표현식으로 도출하였다. 도출된 표현식으로 모의 실험을 수행한 결과 $0.01\;[{\mu}m]$의 실리콘 채널 길이 범위까지 채널 길이에 지수적으로 감소하는 것을 보이는 비교적 정확한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.681-684
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• 2011

본 연구에서는 가우스 함수를 이용한 포아송방정식으로부터 DGMOSFET에서 채널내 전위와 전하분포의 관계를 유도하고자 한다. 이때 가우스 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차에 대하여 문턱전압이하 스윙의 변화를 관찰하고자 한다. 포아송방정식으로부터 해석학적 전위분포 모델을 구하였으며 이를 이용하여 문턱전압이하 스윙값을 구하였다. 문턱전압이하 스윙은 게이트전압에 대한 드레인전류의 변화를 나타내고 이론적으론 최소값 60mV/dec을 나타내며 디지털소자응용에 매우 중요한 요소이다. 본 연구의 모델이 타당하다는 것을 입증하기 위하여 포텐셜 분포값을 수치해석학적 값과 비교하였다. 결과적으로 본 연구에서 제시한 포텐셜모델이 수치해석학적 시뮬레이션모델과 매우 잘 일치하였으며 가우스 함수의 형태에 따라 문턱전압이하 스윙을 분석하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.2217-2222
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• 2011

본 연구에서는 이중게이트(Double Gate; DG)MOSFET의 채널내 전위와 전하분포의 관계를 가우스 함수를 이용한 포아송방정식으로부터 유도하고자 한다. 즉, 도핑분포는 가우스 함수를 이용하였으며 변수인 이온주입범위 및 분포편차에 대하여 문턱전압이하 스윙과 산화막 두께의 관계를 관찰하고자 한다. 포아송방정식으로부터 해석학적 전위분포 모델을 구하였으며 이를 이용하여 산화막 두께에 대한 문턱전압이하 스윙값의 변화를 구하였다. 문턱전압이하 스윙은 게이트전압에 대한 드레인전류의 변화를 나타내고 이론적으론 최소값 60 mV/dec을 나타내며 디지털소자응용에 매우 중요한 요소이다. 본 연구의 모델이 타당하다는 것을 입증하기 위하여 포텐셜 분포값을 수치해석학적 값과 비교하였다. 결과적으로 본 연구에서 제시한 포텐셜모델이 수치해석학적 시뮬레이션모델과 매우 잘 일치하였으며 도핑분포에 따라 문턱전압이하 스윙과 산화막두께의 관계를 분석하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권4호
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• pp.367-380
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• 2013

In this paper, an analytical threshold voltage model is developed for a short-channel double-material-gate (DMG) strained-silicon (s-Si) on silicon-germanium ($Si_{1-X}Ge_X$) MOSFET structure. The proposed threshold voltage model is based on the so called virtual-cathode potential formulation. The virtual-cathode potential is taken as minimum channel potential along the transverse direction of the channel and is derived from two-dimensional (2D) potential distribution of channel region. The 2D channel potential is formulated by solving the 2D Poisson's equation with suitable boundary conditions in both the strained-Si layer and relaxed $Si_{1-X}Ge_X$ layer. The effects of a number of device parameters like the Ge mole fraction, Si film thickness and gate-length ratio have been considered on threshold voltage. Further, the drain induced barrier lowering (DIBL) has also been analyzed for gate-length ratio and amount of strain variations. The validity of the present 2D analytical model is verified with ATLAS$^{TM}$, a 2D device simulator from Silvaco Inc.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제16권1호
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• pp.43-47
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• 2018

The existing modeling of avalanche dominated breakdown in double gate MOSFETs (DGMOSFETs) is not relevant for 10 nm gate lengths, because the avalanche mechanism does not occur when the channel length approaches the carrier scattering length. This paper focuses on the punch through mechanism to analyze the breakdown characteristics in 10 nm DGMOSFETs. The analysis is based on an analytical model for the thermionic-emission and tunneling currents, which is based on two-dimensional distributions of the electric potential, obtained from the Poisson equation, and the Wentzel-Kramers-Brillouin (WKB) approximation for the tunneling probability. The analysis shows that corresponding flat-band-voltage for fixed threshold voltage has a significant impact on the breakdown voltage. To investigate ambiguousness of number of dopants in channel, we compared breakdown voltages of high doping and undoped DGMOSFET and show undoped DGMOSFET is more realistic due to simple flat-band-voltage shift. Given that the flat-band-voltage is a process dependent parameter, the new model can be used to quantify the impact of process-parameter fluctuations on the breakdown voltage.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권5호
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• pp.55-55
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• 2001

개의 N과 P채널 EEPROM을 이용하여 A/D 변환기를 설계하였다. 프로그래밍 모드에서 EEPROM의 선형적 저장능력을 관찰하기 위해 MOSIS의 1.2㎛ double-poly CMOS 공정을 이용하여 셀이 제작되었다. 그 결과 1.25V와 2V구간에서 10㎷ 미만의 오차 내에서 셀이 선형적으로 프로그램 되는 것을 보았다. 이러한 실험 결과를 이용하여 프로그램 가능한 A/D 변환기의 동작이 Hspice에서 시뮤레이션 되었으며, 그 결과 A/D 변환기가 37㎼의 전력을 소모하고 동작주파수는 333㎒ 정도인 것으로 관찰되었다.

• 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.