• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.789-790
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• 2013

기존 MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) 소자의 게이트 산화막으로 사용된 $Er_2O_3/SiO_2$ 더블레이어 층은 낮은 누설전류와 높은 캐패시턴스를 갖는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이 더블레이어 층을 비휘발성 메모리 소자의 전하포획층으로 처음 적용하여 우수한 성능의 메모리 특성을 얻을 수 있었다. 소자를 제작하기 전에 EDISON Nanophysics 시뮬레이션을 통해 낮은 누설 전류값과 높은 캐패시턴스 값을 기준으로 하여 산화막 두께를 최적화하였다. 이 후, 최적화된 조건으로 금속실리사이드 소스/드레인, 10 um/ 10um의 채널 넓이/길이를 갖는 비휘발성 메모리 소자를 제작하였다. 그 결과, 11 V, 50 ms의 프로그램 특성, -11 V, 500 ms의 소거 특성 및 10년의 기억유지 특성, $10^4$의 내구성 특성을 얻을 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.1925-1930
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• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널 내 도핑분포함수에 따른 전도중심과 문턱전압이하 스윙의 관계에 대하여 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET의 채널크기는 매우 작기 때문에 불순물의 수가 매우 작으므로 고 도핑된 채널의 경우에 대하여 분석하였다. 이를 위하여 포아송방정식에서 해석학적 전위분포모델을 유도하였으며 도핑분포함수는 가우스분포함수를 사용하였다. 해석학적 전위분포모델을 이용하여 전도중심 및 문턱전압이하 스윙모델을 유도하였으며 채널길이 및 채널두께가 변할 때, 도핑분포함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차에 따른 전도중심 및 문턱전압이하 스윙의 변화를 관찰하였다. 결과적으로 전도중심이 상단게이트 단자로 이동할 때, 문턱전압이하 스윙 값은 감소하였으며 단채널 효과에 의하여 채널길이 감소 및 채널두께 증가에 따라 문턱전압이하 스윙 값은 증가하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권4호
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• pp.462-470
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• 2015

In this study, we analyze the impacts of the trapezoidal fin shape of a double-gate FinFET on the electrical characteristics of circuits. The trapezoidal nature of a fin body is generated by varying the angle of the sidewall of the FinFET. A technology computer-aided-design (TCAD) simulation shows that the on-state current increases, and the capacitance becomes larger, as the bottom fin width increases. Several circuit performance metrics for both digital and analog circuits, such as the fan-out 4 (FO4) delay, ring oscillator (RO) frequency, and cut-off frequency, are evaluated with mixed-mode simulations using the 3D TCAD tool. The trapezoidal nature of the FinFET results in different effects on the driving current and gate capacitance. As a result, the propagation delay of an inverter decreases as the angle increases because of the higher on-current, and the FO4 speed and RO frequency increase as the angle increases but decrease for wider angles because of the higher impact on the capacitance rather than the driving strength. Finally, the simulation reveals that the trapezoidal angle range from $10^{\circ}$ to $20^{\circ}$ is a good tradeoff between larger on-current and higher capacitance for an optimum trapezoidal FinFET shape.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.2267-2272
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• 2012

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET에서 스켈링 이론에 대한 문턱전압이하 스윙을 분석하였다. 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 구하기 위하여 가우스 전하분포를 이용하였다. 문턱전압이하 스윙의 저하와 같은 단채널 효과를 분석하기 위하여 스켈링이론이 사용되었으며 이중게이트 MOSFET의 특성상 두 개의 게이트 효과를 포함하기 위하여 일반적인 스켈링 이론을 수정하였다. 게이트길이에 대한 스켈링인자가 일반적인 스켈링인자의 1/2일 때 문턱전압이하 스윙의 저하현상이 매우 빠르게 감소하였으며 가우스함수의 이온주입범위 및 분포편차도 문턱전압이하 스윙에 영향을 미치는 것을 알았다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권3호
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• pp.245-251
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• 2013

The effect of band-to-band tunneling (BTBT) leads to an obvious increase of the leakage current of junctionless (JL) transistors in the OFF state. In this paper, we propose an effective method to decline the influence of BTBT with the example of n-type double gate (DG) JL metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs). The leakage current is restrained by changing the geometrical shape and the physical dimension of the gate of the device. The optimal design of the JL MOSFET is indicated for reducing the effect of BTBT through simulation and analysis.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
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• pp.861-864
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• 2006

본 연구에서는 분석학적 모델을 이용하여 나노구조 이중게이트 MOSFET의 전도현상을 고찰하고자 한다. 분석학적모델을 유도하기 위하여 포아슨방정식을 이용하였다. 전류전도에 영향을 미치는 전도메카니즘은 열방사전류와 터널링전류를 사용하였으며 본 연구의 모델이 타당하다는 것을 입증하기 위하여 서브문턱스윙값에 대하여 이차원 시뮬레이션값과 비교하였다. 이중게이트 MOSFET의 구조적 파라미터인 게이트길이, 게이트 산화막 두께, 채널두께에 따라 전도중심의 변화와 전도중심이 서브문턱 스윙에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 채널도핑농도에 따른 전도중심의 변화를 고찰함으로써 이중 게이트 MOSFET의 타당한 채널도핑농도를 결정하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권2호
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• pp.129-135
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• 2023

An analytical threshold voltage model is presented to observe the change in threshold voltage shift ΔV_th of a junctionless double gate MOSFET using ferroelectric-metal-SiO₂ as a gate oxide film. The negative capacitance transistors using ferroelectric have the characteristics of increasing on-current and lowering off-current. The change in the threshold voltage of the transistor affects the power dissipation. Therefore, the change in the threshold voltage as a function of theferroelectric thickness is analyzed. The presented threshold voltage model is in a good agreement with the results of TCAD. As a results of our analysis using this analytical threshold voltage model, the change in the threshold voltage with respect to the change in the ferroelectric thickness showed that the threshold voltage increased with the increase of the absolute value of charges in the employed ferroelectric. This suggests that it is possible to obtain an optimum ferroelectric thickness at which the threshold voltage shift becomes 0 V by the voltage across the ferroelectric even when the channel length is reduced. It was also found that the ferroelectric thickness increased as the silicon thickness increased when the channel length was less than 30 nm, but the ferroelectric thickness decreased as the silicon thickness increased when the channel length was 30 nm or more in order to satisfy ΔV_th=0.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.616-618
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• 2016

TCAD 시뮬레이션을 이용하여 터널링 전계효과 트랜지스터(Tunnel Field-Effect Transistor; TFET) 구조에 따른 특성을 조사하였다. Single-Gate TFET, Double-Gate TFET, Pocket TFET, L-shaped TFET 구조 중에서 Pocket TFET와 L-shaped TFET이 on-current와 subthreshold swing에서 가장 좋은 성능을 보였다. 본 논문은 터널링 전계효과 트랜지스터의 새로운 구조에 대한 가이드라인을 제시하고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.2892-2898
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• 2015

양극성 이중 독립 게이트 실리콘 나노와이어 전계 효과 트랜지스터를 새롭게 제안한다. 제안한 트랜지스터는 극성 게이트와 제어 게이트를 가지고 있다. 극성게이트의 바이어스에 따라서 N형과 P형 트랜지스터의 동작을 결정할 수 있고 제어 게이트의 전압에 따라 트랜지스터의 전류 특성을 제어할 수 있다. 2차원 소자 시뮬레이터를 이용해서 양극성 전류-전압 특성이 동작하도록 두 개의 게이트들과 소스 및 드레인의 일함수를 조사했다. 극성게이트 4.75 eV, 제어게이트 4.5 eV, 소스 및 드레인 4.8 eV일 때 명확한 양극성 특성을 보였다.