• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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• pp.223-226
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• 2003

We propose an improvement method for a $\underline{G}ate$ $\underline{OX}ide(GOX)$ thinning at the edge of $\underline{S}hallow$ $\underline{T}rench$ $\underline{I}solation(STI)$, when STI is adopted to Dual Gate Oxide(DGOX) Process. In the case of SOC(System On-a-Chip), the DGOX process is usually used for realizing both a low and a high voltage parts in one chip. However, it is found that the severe GOX thinning occurs from at STI top edge region and a dent profile exists at the top edge of STI, when conventional DGOX and STI process carried out in high density device chip. In order to overcome this problem, a new DGOX process is tried in this study. And we are able to prevent the GOX thinning by H2 anneal, partially SiN liner skip, and a method which is merged a thick sidewall oxide(S/O) with a SiN pull-back process. Therefore, a good subthreshold characteristics without a double hump is obtained by the prevention of a GOX thinning and a deep dent profile.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.805-810
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• 2016

본 논문에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널 내 도핑농도에 대한 드레인 유도 장벽 감소 현상에 대하여 분석하고자한다. 드레인 유도 장벽 감소 현상은 드레인 전압에 의하여 소스 측 전위장벽이 낮아지는 효과로서 중요한 단채널 효과이다. 이를 분석하기 위하여 포아송방정식을 이용하여 해석학적 전위분포를 구하였으며 전위분포에 영향을 미치는 채널도핑 농도뿐만이 아니라 상하단 산화막 두께, 하단 게이트 전압 등에 대하여 드레인 유도 장벽 감소 현상을 관찰하였다. 결과적으로 드레인 유도 장벽 감소 현상은 채널도핑 농도에 따라 큰 변화를 나타냈다. 채널길이가 25 nm 이하로 감소하면 드레인 유도 장벽 감소 현상은 급격히 상승하며 채널도핑농도에도 영향을 받는 것으로 나타났다. 산화막 두께가 증가할수록 도핑농도에 따른 드레인유도장벽감소 현상의 변화가 증가하는 것을 알 수 있었다. 채널도핑 농도에 관계없이 일정한 DIBL을 유지하기 위하여 상단과 하단의 게이트 산화막 두께가 반비례하는 것을 알 수 있었다. 또한 하단게이트 전압은 그 크기에 따라 도핑농도의 영향이 변화하고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.651-656
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• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널도핑 변화에 따른 문턱전압이하 스윙의 변화를 분석하였다. 문턱전압이하 스윙은 문턱전압이하 영역에서 발생하는 차단전류의 감소정도를 나타내는 요소로서 디지털회로 적용에 매우 중요한 역할을 한다. 비대칭 이중게이트 MOSFET의 문턱전압이하 스윙을 분석하기 위하여 포아송방정식을 이용하였다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 대칭 이중게이트 MOSFET와 달리 상하단 게이트의 산화막 두께 및 인가전압을 다르게 제작할 수 있다. 본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널 내 농도변화 및 게이트 산화막 두께 그리고 인가전압 등이 문턱전압이하 스윙에 미치는 영향을 관찰하였다. 특히 포아송방정식을 풀 때 도핑분포함수로 가우스분포함수를 이용하였으며 가우스분포함수의 파라미터인 이온주입범위 및 분포편차에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화를 관찰하였다. 분석결과, 문턱전압이하 스윙은 도핑농도 및 분포함수에 따라 크게 변화하였으며 게이트 산화막 두께 및 인가전압에 크게 영향을 받는 것을 관찰할 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.401-406
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• 2015

본 논문에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널길이에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화에 대하여 분석하였다. 문턱전압이하 스윙은 트랜지스터의 디지털특성을 결정하는 중요한 요소로서 채널길이가 감소하면 특성이 저하되는 문제가 나타나고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 개발된 DGMOSFET의 문턱전압이하 스윙의 채널길이에 대한 변화를 채널두께, 산화막두께, 상하단 게이트 전압 및 도핑농도 등에 따라 조사하고자 한다. 특히 하단 게이트 구조를 상단과 달리 제작할 수 있는 비대칭 DGMOSFET에 대하여 문턱전압이하 스윙을 분석함으로써 하단 게이트 전압 및 하단 산화막 두께 등에 대하여 자세히 관찰하였다. 문턱전압이하 스윙의 해석학적 모델을 구하기 위하여 포아송방정식에서 해석학적 전위분포모델을 유도하였으며 도핑분포함수는 가우스분포함수를 사용하였다. 결과적으로 문턱전압이하 스윙은 상하단 게이트 전압 및 채널도핑농도 그리고 채널의 크기에 매우 민감하게 변화하고 있다는 것을 알 수 있었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제10권2호
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• pp.134-142
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• 2010

A comparative study on the trade-off between the drive current and the total gate capacitance in double-gate (DG) and triple-gate (TG) FinFETs is performed by using 3-D device simulation. As the first result, we found that the optimum ratio of the hardmask oxide thickness ($T_{mask}$) to the sidewall oxide thickness ($T_{ox}$) is $T_{mask}/T_{ox}$=10/2 nm for the minimum logic delay ($\tau$) while $T_{mask}/T_{ox}$=5/1~2 nm for the maximum intrinsic gate capacitance coupling ratio (ICR) with the fixed channel length ($L_G$) and the fin width ($W_{fin}$) under the short channel effect criterion. It means that the TG FinFET is not under the optimal condition in terms of the circuit performance. Second, under optimized $T_{mask}/T_{ox}$, the propagation delay ($\tau$) decreases with the increasing fin height $H_{fin}$. It means that the FinFET-based logic circuit operation goes into the drive current-dominant regime rather than the input gate load capacitance-dominant regime as $H_{fin}$ increases. In the end, the sensitivity of $\Delta\tau/{\Delta}H_{fin}$ or ${{\Delta}I_{ON}}'/{\Delta}H_{fin}$ decreases as $L_G/W_{fin}$ is scaled-down. However, $W_{fin}$ should be carefully designed especially in circuits that are strongly influenced by the self-capacitance or a physical layout because the scaling of $W_{fin}$ is followed by the increase of the self-capacitance portion in the total load capacitance.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.2709-2714
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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.

• 센서학회지
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• 제30권2호
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• pp.82-87
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• 2021

In this paper, we propose a high-speed, low-power complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) binary image sensor featuring a gate/body-tied (GBT) p-channel metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (PMOSFET)-type photodetector based on a double-tail comparator. The GBT photodetector forms a structure in which the floating gate (n+ polysilicon) and body of the PMOSFET are tied, and amplifies the photocurrent generated by incident light. The double-tail comparator compares the output signal of a pixel against a reference voltage and returns a binary signal, and it exhibits improved power consumption and processing speed compared with those of a conventional two-stage comparator. The proposed sensor has the advantages of a high signal processing speed and low power consumption. The proposed CMOS binary image sensor was designed and fabricated using a standard 0.18 ㎛ CMOS process.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제4권2호
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• pp.159-174
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• 1991

이중주입효과에 의한 고내압 반도체 스위칭소자의 설계 제작에 촛점을 맞추어 Injection Gate구조와 MOS Gate 구조로 시료소자를 제작해 그 특성을 검토하고 Electrical Switching 및 Oxide막에서의 Breakdown현상에 의한 문제점을 해결해 보고자 Optical Gate구조를 제안하여 이 optically Gated Semiconductor Switching 소자의 동작특성을 연구하고 Injection Gate 구조를 제안하여 이 optically Gated Semiconductor Switching 소자의 동작특성을 연구하고 Injection Gate 및 MOS Gate 구조(Planar type, V-Groove type, Injection Gate mode, Optical Gate mode)로 설계제작된 소자와 특성을 비교 분석하였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권5호
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• pp.583-586
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• 2011

In this paper, subthreshold swing characteristics have been presented for double-gate MOSFETs, using the analytical model based on series form of potential distribution. Subthreshold swing is very important factor for digital devices because of determination of ON and OFF. In general, subthreshold swings have to be under 100mV/dec. The channel length $L_g$ is varied from 30nm to 100nm, and channel thickness $t_{si}$ from 15 to 20nm according to channel length, and oxide thickness 5nm to investigate subthreshold swing. The doping of channel is fixed with $10^{16}cm^{-3}$ p-type. The results show good agreement with numerical simulations, confirming this model.