• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권10호
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• pp.15-22
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• 2008

기존의 MOSFET는 단채널 현상의 증가로 인하여 스케일링에 한계를 가지고 있다. Double-Gate MOSFET (DG-MOSFET)는 소자의 길이가 축소되면서 나타나는 단채널 현상을 효과적으로 제어하는 차세대 소자이다. DG-MOSFET으로 소자를 축소시키면 채널 길이가 10nm 이하에서 게이트 방향뿐만 아니라 소스와 드레인 방향에서도 양자 효과가 발생한다. 또한 게이트 길이가 매우 짧아지면 ballistic transport 현상이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 2차원 양자 효과와 ballistic transport를 고려하여 DG-MOSFET의 특성을 분석하였다. 또한 단채널 효과를 줄이기 위해서 $t_{si}$와 underlap 그리고 lateral doping gradient를 이용하여 소자 구조를 최적화하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2002년도 추계종합학술대회
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• pp.498-501
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• 2002

본 논문에서는 main gate(MG)와 side gate(SG)를 갖는 double gate(DG) MOSFET를 디자인하고 TCAD를 이용하여 시뮬레이션하였다. MG와 SG의 길이(LMG, LSG)는 각각 50nm, 70nm로 하였으며, MG와 SG의 전압(VMG, VSG)이 각각 1.5V, 3.0V일 때 드레인전압(VD)을 0에서 1.5V까지 변화시키면서 핀치오프특성을 조사하였다. LMG가 아주 작음에도 불구하고, 핀치-오프특성이 아주 좋게 나타났다. 이것은 DG MOSFET의 VMG가 게이트를 제어하는 역할을 잘 수행하여 나노 구조에서 유용한 구조임을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2002년도 춘계종합학술대회
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• pp.261-263
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• 2002

CMOS 소자들은 고속 동자 및 고집적을 위해 50nm이하로 작아지고 있다. 소자 scaling에서 중요한 것은 스케일 되지 않은 문턱 전압($V^{th}$ ), 고 전계, 기생 소스/드레인 저항과 임의의 dopant 분배에 의한 $V^{th}$ 변화율이다. 이런 일반적인 소자의 scaling down 문제들을 해결하기 위해 새로운 소자의 구조가 제안된다. 본 논문에서는 이런 문제들을 해결하기 위해 main-gate와 side-gates를 갖는 double-gate MOSFET에 대해 조사하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2002년도 추계종합학술대회
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• pp.486-489
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• 2002

본 논문에서는 50nm 이하의 double gate MOSFET의 특성을 조사하였다. 1.5V의 main gate 전압과 3V의 side gate 전압이 인가될 때 I-V 특성으로부터 IDsat=510$\mu$A/$\mu\textrm{m}$을 얻을 수 있었다. 이때, 전달 컨덕턴스는 111$\mu$A/V, subthreshold slope는 86mV/dec, DIBL값은 51.3mV이다. 그밖에 TCAD tool이 소자 시뮬레이터로서 적합함을 나타내었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권5호
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• pp.500-510
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• 2013

In this paper, a high-sensitivity low power photodetector using double gate (DG) MOSFET is proposed for the first time using change in subthreshold current under illumination as the sensitivity parameter. An analytical model for optically controlled double gate (DG) MOSFET under illumination is developed to demonstrate that it can be used as high sensitivity photodetector and simulation results are used to validate the analytical results. Sensitivity of the device is compared with conventional bulk MOSFET and results show that DG MOSFET has higher sensitivity over bulk MOSFET due to much lower dark current obtained in DG MOSFET because of its effective gate control. Impact of the silicon film thickness and gate stack engineering is also studied on sensitivity.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제6권7호
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• pp.1074-1078
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• 2002

본 논문에서는 main gate(MG)와 side gate(SG)를 갖는 double gate(DG) MOSFET를 디자인하고 TCAD를 이용하여 시뮬레이션하였다. MG와 SG의 길이(LMG, LSG)는 각각 50nm, 70nm로 하였으며, MG와 SG의 전압(VMG, VSG)이 각각 1.5V, 3.0V일 때 드레인전압(VD)을 0에서 1.5V까지 변화시키면서 핀치오프특성을 조사하였다. LMG가 아주 작음에도 불구하고, 핀치-오프특성이 아주 좋게 나타났다. 이것은 DG MOSFET의 VMG가 게이트를 제어하는 역할을 잘 수행하여 나노 구조에서 유용한 구조임을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.263-268
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• 2003

본 논문에서는 main gate(MG)와 side gate(SG)를 갖는 double gate(DG) MOSFET 구조를 조사하였다. MG가 50nm일 때 최적의 SG 전압은 약 3V임을 알 수 있었고, 각각의 MG에 대한 최적의 SG 길이는 약 70nm임을 알 수 있었다. DG MOSFET는 매우 작은 문턱 전압 roll-off 특성을 나타내고, 전류-전압 특성곡선에서 VMG=VDS=1.5V, VSG=3V인 곳에서 포화전류는 550$\mu\textrm{A}$/m임을 알 수 있었다. subthrehold slope는 82.6㎷/decade, 전달 컨덕턴스는 l14$\mu\textrm{A}$/$\mu\textrm{m}$ 그리고 DIBL은 43.37㎷이다 다중 입력 NAND 게이트 로직 응용에 대한 이 구조의 장점을 조사하였다. 이때, DG MOSFET에서 41.4GHz의 매우 높은 컷오프 주파수를 얻을 수 있었다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제10권2호
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• pp.200-204
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• 2012

This study has presented the analysis of breakdown voltage for a double-gate metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) based on the doping distribution of the Gaussian function. The double-gate MOSFET is a next generation transistor that shrinks the short channel effects of the nano-scaled CMOSFET. The degradation of breakdown voltage is a highly important short channel effect with threshold voltage roll-off and an increase in subthreshold swings. The analytical potential distribution derived from Poisson's equation and the Fulop's avalanche breakdown condition have been used to calculate the breakdown voltage of a double-gate MOSFET for the shape of the Gaussian doping distribution. This analytical potential model is in good agreement with the numerical model. Using this model, the breakdown voltage has been analyzed for channel length and doping concentration with parameters such as projected range and standard projected deviation of Gaussian function. As a result, since the breakdown voltage is greatly changed for the shape of the Gaussian function, the channel doping distribution of a double-gate MOSFET has to be carefully designed.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제5권1호
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• pp.45-49
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• 2007

The analytical transport model in subthreshold regime for double gate MOSFET has been presented to analyze the short channel effects such as subthreshold swing, threshold voltage roll-off and drain induced barrier lowering. The present approach includes the quantum tunneling of carriers through the source-drain barrier. Poisson equation is used for modeling thermionic emission current, and Wentzel-Kramers-Brillouin approximations are applied for modeling quantum tunneling current. This model has been used to investigate the subthreshold operations of double gate MOSFET having the gate length of the nanometer range with ultra thin gate oxide and channel thickness under sub-20nm. Compared with results of two dimensional numerical simulations, the results in this study show good agreements with those for subthreshold swing and threshold voltage roll-off. Note the short channel effects degrade due to quantum tunneling, especially in the gate length of below 10nm, and DGMOSFETs have to be very strictly designed in the regime of below 10nm gate length since quantum tunneling becomes the main transport mechanism in the subthreshold region.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권4호
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• pp.385-390
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• 2023

In this paper, the 1,700 V level SiC-based power MOSFET device widely used in electric vehicles and new energy industries was designed, that is, a single trench gate power MOSFET structure and a double trench gate power MOSFET structure were proposed to analyze electrical characteristics while changing the design and process parameters. As a result of comparing and analyzing the two structures, it can be seen that the double trench gate structure shows quite excellent characteristics according to the concentration of the drift layer, and the breakdown voltage characteristics according to the depth of the drift layer also show excellent characteristics of 200 V or more. Among them, the trench gate power MOSFET device can be applied not only to the 1,700 V class but also to a voltage range above it, and it is believed that it can replace all Si devices currently applied to electric vehicles and new energy industries.