• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.741-744
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• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 하단 게이트전압에 대한 문턱전압이동 현상에 대하여 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 4단자소자로서 상단과 하단의 게이트단자에 별도의 전압을 인가할 수 있으므로 하단게이트전압의 변화가 문턱전압에 영향을 미칠 것이다. 그러므로 단채널효과로 알려져 있는 문턱전압이동현상이 하단게이트전압에 의하여 감소할 수 있는지를 관찰하고자 한다. 이를 위하여 문턱전압 이하영역에서의 차단전류모델을 제시하였으며 차단전류가 채널폭 당 $10^{-7}A/{\mu}m$일 경우의 상단게이트 전압을 문턱전압으로 정의하여 채널길이 및 채널두께의 변화에 따라 하단게이트 전압의 변화에 대한 문턱전압의 이동현상을 관찰하였다. 결과적으로 하단게이트전압은 문턱전압이동현상에 커다란 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 특히 단채널효과가 심각하게 발생하고 있는 채널길이 및 채널두께 영역에서는 더욱 큰 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제5권3호
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• pp.195-203
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• 2005

Recently, a novel multi-bit nonvolatile memory based on double gate (DG) MOSFET is proposed to overcome the short channel effects and to increase the memory density. We need more complex voltage schemes for DG MOSFET devices. In view of peripheral circuits driving memory cells, one should consider various voltage sources used for several operations. It is one of the key issues to minimize the number of voltage sources. This criterion needs more caution in considering a DG nonvolatile memory cell that inevitably requires more number of events for voltage sources. Therefore figuring out the permissible range of operating bias should be preceded for reliable operation. We found that reliable operation largely depends on the depletion conditions of the silicon channel according to charge amount stored in the floating gates and the negative control gate voltages applied for read operation. We used Silvaco Atlas, a 2D numerical simulation tool as the device simulator.

• 대한전자공학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.67-78
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• 1984

프로팅 게이트 위에 컨트롤 게이트를 갖는 n-채널 이중 다결정 실리콘게이트 EAROM을 제작하였다. 채널 길이는 4-8μm, 채널 폭은 5-14μm로 하여 5μm design rule에 따라 설계하였으며 서로 다른 4가지 컨트롤게이트 구조를 갖는 채널 주입형 기억소자를 얻었다. 그리고 소자의 Punch through 전압과 게이트에 의해 조절되는 채널파괴 전압을 증가시키기 위해 이중 이온주입 (double ion implantation)과 active 영역에 보론이온을 주입 하였다. 프로그래밍을 위해 드레인 전압 및 게이트 전압이 각각 13-l7V 및 20-25V 정도 필요하였다. 그리고 제조된 기억소자의 소거는 광학적 방법뿐 아니라 전기적 방법으로도 가능하였으며 125℃에서 200시간 유지하였을 때 축적된 전자가 약 4 %정도 감소함을 알 수 있었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제10권6호
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• pp.193-195
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• 2009

This paper aims to develop a low gate source voltage ($V_{gs}$) N-LDMOS element that is fully operational at a CMOS Logic Gate voltage (3.3 or 5 V) realized using the 0.35 μm BCDMOS process. The basic structure of the N-LDMOS element presented here has a Low $V_{gs}$ LDMOS structure to which the thickness of a logic gate oxide is applied. Additional modification has been carried out in order to obtain features of an improved breakdown voltage and a specific on resistance ($R_{sp}$). A N-LDMOS element can be developed with improved features of breakdown voltage and specific on resistance, which is an important criterion for power elements by means of using a proper structure and appropriate process modification. In this paper, the structure has been made to withstand the excessive electrical field on the drain side by applying the double gate oxide structure to the channel area, to improve the specific on resistance in addition to providing a sufficient breakdown voltage margin. It is shown that the resulting modified N-LDMOS structure with the feature of the specific on resistance is improved by 31%, and so it is expected that optimized power efficiencies and the size-effectiveness can be obtained.

• 센서학회지
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• 제29권2호
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• pp.82-88
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• 2020

In this paper, we propose a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) binary image sensor with a gate/body-tied (GBT) p-channel metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (PMOSFET)-type photodetector using a double-tail comparator for high-speed and low-power operations. The GBT photodetector is based on a PMOSFET tied with a floating gate (n+ polysilicon) and a body that amplifies the photocurrent generated by incident light. A double-tail comparator compares an input signal with a reference voltage and returns the output signal as either 0 or 1. The signal processing speed and power consumption of a double-tail comparator are superior over those of conventional comparator. Further, the use of a double-sampling circuit reduces the standard deviation of the output voltages. Therefore, the proposed CMOS binary image sensor using a double-tail comparator might have advantages, such as low power consumption and high signal processing speed. The proposed CMOS binary image sensor is designed and simulated using the standard 0.18 ㎛ CMOS process.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.97-98
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• 2006

High current behaviors of the grounded gate extended drain N-type metal-oxide-semiconductor field effects transistor (GG_EDNMOS) electro-static discharge (ESD) protection devices are analyzed. Simulation based contour analyses reveal that combination of BJT operation and deep electron channeling induced by high electron injection gives rise to the 2-nd on-state. Thus, the deep electron channel formation needs to be prevented in order to realize stable and robust ESD protection performance. Based on our analyses, general methodology to avoid the double snapback and to realize stable ESD protection is to be discussed.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.903-908
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널 내 도핑분포함수의 변화에 따른 문턱전압이동 현상에 대하여 분석하였다. 반도체소자를 도핑시킬 때는 주로 이온주입법을 사용하며 이때 분포함수는 가우스분포를 나타내고 있다. 가우스분포함수는 이온주입범위 및 분포편차에 따라 형태를 달리하며 이에 따라 전송특성도 변화하게 된다. 그러므로 비대칭 DGMOSFET의 채널 내 도핑분포함수의 변화는 문턱전압에 영향을 미칠 것이다. 문턱전압은 트랜지스터가 동작하는 최소한의 게이트전압이므로 단위폭 당 드레인 전류가 $0.1{\mu}A$ 흐를 때 상단 게이트전압으로 정의하였다. 문턱전압을 구하기 위하여 해석학적 전위분포를 포아송방정식으로부터 급수형태로 유도하였다. 결과적으로 도핑농도가 증가하면 도핑분포함수에 따라 문턱전압은 크게 변하였으며 특히, 고 도핑 영역에서 하단 게이트전압에 따라 이온주입범위 및 분포편차에 의한 문턱전압의 변화가 크게 나타나는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.885-890
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• 2014

비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 문턱전압이하 스윙의 게이트 산화막 두께에 대한 변화를 고찰하였으며 이를 위하여 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 구하였다. 특히 포아송방정식을 풀 때 도핑분포함수에 가우시안 함수를 적용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였다. 비대칭 DGMOSFET 소자는 대칭적 구조를 갖는 DGMOSFET와 달리 4단자 소자로서 상단과 하단의 게이트 산화막 두께 및 인가전압을 달리 설정할 수 있다. 비대칭 DGMOSFET의 문턱전압이하 스윙을 상 하단 게이트 산화막 두께 변화에 따라 관찰한 결과, 게이트 산화막 두께에 따라 문턱전압이하 스윙은 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 상 하단 게이트 산화막 두께가 증가할 때 문턱전압이하 스윙 값도 증가하였으며 상단 게이트 산화막 두께의 변화가 문턱전압이하 스윙 값에 더욱 큰 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.704-707
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• 2013

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 상 하단 게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙을 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 4단자소자로서 상단과 하단의 게이트단자에 별도의 전압을 인가할 수 있는 구조이다. 그러므로 문턱전압이하 영역에서 전송특성을 분석하기 위해선 상단게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙뿐만이 아니라 하단게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화도 분석하여야 한다. 이를 위하여 가우시안 분포함수를 이용한 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 구하여 문턱전압이하 스윙에 대한 해석학적 모델을 제시하였다. 이 문턱전압이하 모델을 이용하여 문턱전압이하 스윙을 상 하단 게이트 전압에 따라 관찰한 결과, 문턱전압이하 스윙은 게이트전압에 따라 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 상 하단 게이트 전압에 따라 전도중심이 변화하며 이로 인하여 문턱전압이하 스윙에 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권3호
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• pp.255-263
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• 2022

The subthreshold swing (SS) of an asymmetric junctionless double gate (AJLDG) MOSFET is analyzed by the use of Gaussian function. In the asymmetric structure, the thickness of the top/bottom oxide film and the flat-band voltages of top gate (V_fbf) and bottom gate (V_fbb) could be made differently, so the change in the SS for these factors is analyzed with the projected range and standard projected deviation which are parameters for the Gaussian function. An analytical subthreshold swing model is presented from the Poisson's equation, and it is shown that this model is in a good agreement with the numerical model. As a result, the SS changes linearly according to the geometric mean of the top and bottom oxide film thicknesses, and if the projected range is less than half of the silicon thickness, the SS decreases as the top gate oxide film is smaller. Conversely, if the projected range is bigger than a half of the silicon thickness, the SS decreases as the bottom gate oxide film is smaller. In addition, the SS decreases as V_fbb-V_fbf increases when the projected range is near the top gate, and the SS decreases as V_fbb-V_fbf decreases when the projected range is near the bottom gate. It is necessary that one should pay attention to the selection of the top/bottom oxide thickness and the gate metal in order to reduce the SS when designing an AJLDG MOSFET.