• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2017.05a
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• pp.688-690
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• 2017

Reduction of breakdown voltage is serious short channel effect (SCE) by shrink of channel length. The SCE occurred in on-state transistor raises limitation of operation range of transistor. The deviation of breakdown voltage for doping concentration is investigated with structural parameters of sub-10 nm double gate (DG) MOSFET in this paper. To analyze this, thermionic and tunneling current are derived from analytical potential distribution, and breakdown voltage is defined as drain voltage when the sum of two currents is $10{\mu}A$. As a result, breakdown voltage increases with increase of doping concentration. Breakdown voltage decreases by reduction of channel length. In order to solve this problem, it is found that silicon and oxide thicknesses should be kept very small. In particular, as contributions of tunneling current increases, breakdown voltage increases.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2015.05a
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• pp.829-831
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널길이와 채널두께의 비에 따른 문턱전압 및 전도중심의 변화를 분석하고자한다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 상하단 게이트 전압에 의하여 전류흐름을 제어할 수 있어 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나 채널길이가 감소하면 필연적으로 발생하는 문턱전압의 급격한 변화는 소자 특성에 커다란 영향을 미치고 있다. 특히 상하단의 게이트 전압, 상하단의 게이트 산화막 두께 그리고 도핑분포변화에 따라 발생하는 전도중심의 변화는 문턱전압을 결정하는 중요 요소가 된다. 해석학적으로 문턱전압 및 전도중심을 분석하기 위하여 해석학적 전위분포를 포아송방정식을 통하여 유도하였다. 다양한 채널길이 및 채널두께에 대하여 전도중심과 문턱전압을 계산한 결과, 채널길이와 채널두께의 비 등 구조적 파라미터뿐만이 아니라 도핑분포 및 게이트 전압 등에 따라 전도중심과 문턱전압은 크게 변화한다는 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2015.10a
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• pp.849-851
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 상하단 게이트 산화막 두께 비에 대한 문턱전압이하 스윙 및 전도중심의 변화에 대하여 분석하고자한다. 문턱전압이하 스윙은 전도중심에 따라 변화하며 전도중심은 상하단의 산화막 두께에 따라 변화한다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 상단과 하단의 게이트 산화막 두께를 다르게 제작할 수 있어 문턱전압이하 스윙의 저하 등 단채널효과를 감소시키기에 유용한 소자로 알려져 있다. 본 연구에서는 포아송방정식의 해석학적 해를 이용하여 문턱전압이하 스윙을 유도하였으며 상하단의 산화막두께 비가 전도중심 및 문턱전압이하 스윙에 미치는 영향을 분석하였다. 결과적으로 문턱전압이하 스윙 및 전도중심은 상하단 게이트 산화막 두께 비에 따라 큰 변화를 나타냈다. 또한 채널길이 및 채널두께, 상하단게이트 전압 그리고 도핑분포함수의 변화에 따라 문턱전압이하 스윙 및 전도중심은 상호 유기적으로 변화하고 있다는 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2012.10a
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• pp.835-837
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• 2012

In this paper, we have been analyzed conduction path by device parameter of double gate(DG) structure that have top gate and bottom gate. The Possion equation is used to analytical. The change of conduction path have been investigated for various channel lengths, channel thickness and gate oxide thickness using this model, given that these parameters are very important in design of DGMOSFET. The optimum channel doping concentration is determined as the deviation of conduction path is considered according to channel doping concentration.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2012.05a
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• pp.726-728
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• 2012

In this paper, the threshold voltage characteristics have been analyzed by varying the channel thicknesses of Double Gate MOSFET. The channel thickness, as well as determining the size of the device which hardly affects SCE(Short Channel Effects), therefore the channel thicknesses is a very important parameter in the IC(Integrated circuit) design. In this study, using series charge distribution to analyze the threshold voltage on the channel thickness. Consequently, the threshold voltage decreases with increasing a channel thickness.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.248-248
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• 2010

CMOS 축소화가 32nm node를 넘어서 지속적으로 진행되기 위하여 FinFET, Surround Gate and Tri-Gate와 같은 Fully Depleted 3-Dimensional 소자들이 SCE를 다루기 위해서 많이 제안되어 왔다. 하지만 소자의 축소화를 진행함에 있어서 좁고 균일한 patterning을 형성하는 것과 동시에 낮은 Extension Region과 Contact Region에서의 Series Resistance을 제공하여야 하고 Source/Drain Contact Formation을 확보하여야 한다. 그리고 소자의 축소화가 진행됨으로써 Silicide의 응집현상과 Source/Drain Junction의 누설전류에 대한 허용범위가 점점 엄격해지고 있다. ITRS 2005에 따르면 32nm CMOS에서는 Contact Resistivity가 대략 $2{\times}10-8{\Omega}cm2$이 요구되고 있다. 또한 Three Dimensional 소자에서는 Fin Corner Effect가 Channel Region뿐만 아니라 S/D Region에서도 중대한 영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서 제시하는 Novel S/D Contact Formation 기술을 이용하여 Self-Aligned Dual/Single Metal Contact을 이루어Patterning에 대한 문제점 해결과 축소화에 따라 증가하는 Contact Resistivity 문제점을 해결책을 제시하고자 한다. 이를 검증하기3D MOSFET제작하고 본 기술을 적용하고 검증한다. 또한 Normal Doping 구조를 가진3D MOSFET뿐만 아니라 SCE를 해결하기 위해서 대안으로 제시되고 있는 SB-MOSFET을 3D 구조로 제작하고, 이 기술을 적용하여 검증한다. 그리고 Silvaco simulation tool을 이용하여 S/D에 Metal이 Contact을 이루는 구조가 Double type과 Triple type에 따라 Contact Resistivity에 미치는 영향을 미리 확인하였고 이를 실험으로 검증하여 소자의 축소화에 따라 대두되는 문제점들의 해결책을 제시하고자 한다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.15 no.7
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• pp.1537-1542
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• 2011

In this paper, the subthreshold characteristics have been analyzed for various oxide thickness of double gate MOSFET(DGMOSFET) using Poisson's equation with nonuniform doping distribution. The DGMOSFET is extensively been studying since it can shrink the short channel effects(SCEs) in nano device. The degradation of subthreshold swing(SS) known as SCEs has been presented using analytical for, of Poisson's equation with nonuniform doping distribution for DGMOSFET. The SS have been analyzed for, change of gate oxide thickness to be the most important structural parameters of DGMOSFET. To verify this potential and transport models of thus analytical Poisson's equation, the results have been compared with those of the numerical Poisson's equation, and subthreshold swing has been analyzed using this models for DGMOSFET.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 2005.11a
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• pp.897-900
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• 2005

RF linearity of double-gate MOSFETs is investigated using accurate two-dimensional simulations. The linearity has been analyzed using the Talyor series. Transconductance is dominant nonlinear source of CMOS. It is shown that DGMOSFET linearity can be improved by a careful optimization of channel thickness, gate oxide thickness, gate length, overlap length and channel doping concentration. The minimum $P_{IP3}$ data are compared in each case. It is shown that DG-MOSFET linearity can be improved by a careful optimization of channel thickness, gate oxide thickness, gate length, overlap length and channel doping concentration..

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2014.10a
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• pp.765-768
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• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 상하단 게이트 산화막 두께 비에 대한 문턱전압 및 전도중심의 변화에 대하여 분석하고자한다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 상하단 게이트 산화막의 두께를 다르게 제작할 수 있어 문턱전압이하 영역에서 전류를 제어할 수 있는 요소가 증가하는 장점이 있다. 상하단 게이트 산화막 두께 비에 대한 문턱전압 및 전도중심을 분석하기 위하여 포아송방정식을 이용하여 해석학적 전위분포를 구하였다. 이때 전하분포는 가우스분포함수를 이용하였다. 하단게이트 전압, 채널길이, 채널두께, 이온주입범위 및 분포편차를 파라미터로 하여 문턱전압 및 전도중심의 변화를 관찰한 결과, 문턱전압은 상하단 게이트 산화막 두께 비에 따라 큰 변화를 나타냈다. 특히 채널길이 및 채널두께의 절대값보다 비에 따라 문턱전압이 변하였으며 전도중심이 상단 게이트로 이동할 때 문턱전압은 증가하였다. 또한 분포편차보단 이온주입범위에 따라 문턱전압 및 전도중심이 크게 변화하였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• v.9 no.6
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• pp.733-737
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• 2011

This paper has studied subthreshold characteristics for double gate(DG) MOSFET using Gaussian function in solving Poisson's equation. Typical two dimensional analytical transport models have been presented for symmetrical Double Gate MOSFETs (DGMOSFETs). Subthreshold swing and threshold voltage are very important factors for digital devices because of determination of ON and OFF. In general, subthreshold swings have to be under 100mV/dec, and threshold voltage roll-off small in short channel devices. These models are used to obtain the change of subthreshold swings and threshold voltage for DGMOSFET according to channel doping profiles. Also subthreshold swings and threshold voltages have been analyzed for device parameters such as channel length, channel thickness and channel doping profiles.