• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.2015-2020
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• 2012

본 연구에서는 이중게이트(Double Gate; DG) MOSFET에 스켈링이론을 적용할 때 두 개의 게이트에 의한 효과를 반영하기 위하여 스켈링인자에 가중치를 적용하여 문턱전압이하 특성을 해석하였다. 포아송방정식에 의한 전위분포를 구하기 위하여 전하분포는 가우스분포함수를 이용할 것이며 이의 타당성은 이미 여러 논문에서 입증하였다. 이 전위분포를 이용하여 단채널효과 중 문턱전압이동, 문턱전압이하 스윙, 드레인유도장벽감소 등을 스켈링인자에 대한 가중치의 변화에 따라 관찰하였다. 이중게이트 MOSFET의 구조적 특성상 채널길이에 대한 가중치는 0.1에서 1까지 사용하였으며 채널두께에 대한 가중치는 1에서 2까지 가중치를 사용하였다. 결과적으로 문턱전압 이하 스윙은 스켈링인자에 따라 거의 변화가 없었으나 가중치에 따라 변화하였으며 문턱전압이동 및 드레인유도 장벽감소 등은 스켈링인자에 따라 그리고 가중치에 따라 큰 변화를 보이는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.760-765
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• 2007

본 연구에서는 나노구조 이중게이트 FinFET에 대하여 문턱전압이동 특성 및 드레인유기장벽저하(Drain Induced Barrier Lowering; DIBL)특성을 분석하였다. 분석을 위하여 분석학적 전류모델을 개발하였으며 열방사전류 및 터널링전류를 포함하였다. 열방사전류는 포아슨방정식에 의하여 구한 포텐셜분포 및 맥스월-볼쯔만통계를 이용한 캐리어분포를 이용하여 구하였으며 터널링 전류는 WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin)근사를 이용하였다. 이 두 모델은 상호 독립적이므로 각각 전류를 구해 더함으로써 문턱 전압을 구하였다. 본 연구에서 제시한 모델을 이용하여 구한 문턱 전압 이동값이 이차원 시뮬레이션값과 비교되었으며 잘 일치함을 알 수 있었다. 분석 결과 10nm 이하에서 특히 터널링의 영향이 증가하여 문턱전압이동 및 DIBL이 매우 현저하게 나타남을 알 수 있었다. 이러한 단채널현상을 감소시키기 위하여 채널두께 및 게이트산화막의 두께를 가능한한 얇게 제작하여야함을 알았으며 이를 위한 산화공정개발이 중요하다고 사료된다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권6호
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• pp.738-742
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• 2011

This paper has studied drain induced barrier lowering(DIBL) for Double Gate MOSFET(DGMOSFET) using analytical potential model. Two dimensional analytical potential model has been presented for symmetrical DGMOSFETs with process parameters. DIBL is very important short channel effects(SCEs) for nano structures since drain voltage has influenced on source potential distribution due to reduction of channel length. DIBL has to be small with decrease of channel length, but it increases with decrease of channel length due to SCEs. This potential model is used to obtain the change of DIBL for DGMOSFET correlated to channel doping profiles. Also device parameters including channel length, channel thickness, gate oxide thickness and doping intensity have been used to analyze DIBL.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제17권5호
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• pp.270-274
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• 2016

This article investigates the use of the Gaussian-channel doping profile for the control of the short-channel effects in the double-gate MOSFET whereby a two-dimensional (2D) quantum simulation was used. The simulations were completed through a self-consistent solving of the 2D Poisson equation and the Schrodinger equation within the non-equilibrium Green’s function (NEGF) formalism. The impacts of the p-type-channel Gaussian-doping profile parameters such as the peak doping concentration and the straggle parameter were studied in terms of the drain current, on-current, off-current, sub-threshold swing (SS), and drain-induced barrier lowering (DIBL). The simulation results show that the short-channel effects were improved in correspondence with incremental changes of the straggle parameter and the peak doping concentration.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.357-364
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• 2015

In this work, we investigate the quantum effects exhibited from ultra-thin GAA(gate-all-around) Nanowire FETs for Sub 14nm Technology. We face designing challenges particularly short channel effects (SCE). However traditional MOSFET SCE models become invalid due to unexpected quantum effects. In this paper, we investigated various performance factors of the GAA Nanowire FET structure, which is promising future device. We observe a variety of quantum effects that are not seen when large scale. Such are source drain tunneling due to short channel lengths, drastic threshold voltage increase caused by quantum confinement for small channel area, leakage current through thin gate oxide by tunneling, induced source barrier lowering by fringing field from drain enhanced by high k dielectric, and lastly the I-V characteristic dependence on channel materials and transport orientations owing to quantum confinement and valley splitting. Understanding these quantum phenomena will guide to reducing SCEs for future sub 14nm devices.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제7권3호
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• pp.225-230
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• 1994

In this paper, we have fabricated short channel MOSFETs with these parameters to verify the validity of process parameters extraction by DTC method. The experimental results of fabricated short channel devices according to the optimal process parameters demonstrate good device characteristics such as good drain current-voltage characteristics, low body effects and threshold voltage of$\leq$+-.1.0V, high punch through and breakdown voltage of$\leq$12V, low subthreshold swing(S.S) values of$\leq$105mV/decade.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제5권2호
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• pp.69-76
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• 2005

Interface-trap density, lifetime and Schottky barrier height of erbium-silicided Schottky diode are evaluated using equivalent circuit method. The extracted interface trap density, lifetime and Schottky barrier height for hole are determined as $1.5{\times}10^{13} traps/cm^2$, 3.75 ms and 0.76 eV, respectively. The interface traps are efficiently cured by $N_2$ annealing. Based on the diode characteristics, various sizes of erbium- silicided/platinum-silicided n/p-type Schottky barrier metal-oxide-semiconductor field effect transistors (SB-MOSFETs) are manufactured from 20 m to 35nm. The manufactured SB-MOSFETs show excellent drain induced barrier lowering (DIBL) characteristics due to the existence of Schottky barrier between source and channel. DIBL and subthreshold swing characteristics are compatible with the ultimate scaling limit of double gate MOSFETs which shows the possible application of SB-MOSFETs in nanoscale regime.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제9권3호
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• pp.136-147
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• 2009

In this paper we analyze the influence of source/drain (S/D) extension region design for minimizing short channel effects (SCEs) in 25 nm gate length single and double gate Silicon-on-Insulator (SOI) and Germanium-on-Insulator (GOI) MOSFETs. A design methodology, by evaluatingm the ratio of the effective channel length to the natural length for the different devices (single or double gate FETs) and technology (SOI or GOI), is proposed to minimize short channel effects (SCEs). The optimization of non-overlapped gate-source/drain i.e. underlap channel architecture is extremely useful to limit the degradation in SCEs caused by the high permittivity channel materials like Germanium as compared to that exhibited in Silicon based devices. Subthreshold slope and Drain Induced Barrier Lowering results show that steeper S/D gradients along with wider spacer regions are needed to suppress SCEs in GOI single/double gate devices as compared to Silicon based MOSFETs. A design criterion is developed to evaluate the minimum spacer width associated with underlap channel design to limit SCEs in SOI/GOI MOSFETs.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권11호
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• pp.1-7
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• 2006

이상적인(ideal) 이중-게이트(double-gate) 벌크(bulk) FinFET의 3차원(3-D) 시뮬레이션을 수행하여 전기적 특성들을 분석하였다. 3차원 시뮬레이터를 이용하여, 게이트 길이($L_g$)와 높이($H_g$), 핀 바디(fin body)의 도핑농도($N_b$)를 변화시키면서 소스/드레인 접합 깊이($X_{jSDE}$)에 따른 문턱전압($V_{th}$), 문턱전압 변화량(${\Delta}V_{th}$), DIBL(drain induced barrier lowering), SS(subthreshold swing)의 특성들을 살펴보았다. 게이트 높이가 35 nm인 소자에서 소스/드레인 접합 깊이(25 nm, 35 nm, 45 nm) 변화에 따라, 각각의 문턱전압을 기준으로 게이트 높이가 $30nm{\sim}45nm$로 변화 될 때, 문턱전압변화량은 20 mV 이하로 그 변화량이 매우 적음을 알 수 있었다. 낮은 핀 바디 도핑농도($1{\times}10^{16}cm^{-3}{\sim}1{\times}10^{17}cm^{-3}$)에서, 소스/드레인 접합 깊이가 게이트전극보다 깊어질수록 DIBL과 SS는 급격히 나빠지는 것을 볼 수 있었고. 이러한 특성저하들은 $H_g$ 아래의 ${\sim}10nm$ 위치에 국소(local) 도핑을 함으로써 개선시킬 수 있었다. 또한 local 도핑으로 소스/드레인 접합 깊이가 얕아질수록 문턱전압이 떨어지는 것을 개선시킬 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.479-485
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• 2006

이중게이트 MOSFET는 스케일링 이론을 확장하고 단채널효과를 제어 할 수 있는 소자로서 각광을 받고 있다. 단 채널효과를 제어하기 위하여 저도핑 초박막 채널폭을 가진 이중게이트 MOSFET의 경우, 20nm이하까지 스케일링이 가능한 것으로 알려지고 있다. 이 논문에서 는 20m이하까지 스켈링된 이중게이트 MOSFET소자에 대한 분석학석 전송모델을 제시하고자 한다. 이 모델을 이용하여 서브문턱스윙(Subthreshold swing), 문턱전압변화(Threshold voltage rolloff) 드레인유기장벽저하(Drain induced barrier lowering)와 같은 단채널효과를 분석하고자 한다. 제안된 모델은 열방출 및 터널링에 의한 전송효과를 포함하고 있으며 이차원 포아슨방정식의 근사해를 이용하여 포텐셜 분포를 구하였다. 또한 터널링 효과는 Wentzel-Kramers-Brillouin 근사를 이 용하였다. 이 모델을 사용하여 초박막 게이트산화막 및 채널폭을 가진 5-20nm 채널길이의 이중게이트 MOSFET에 대한 서브문턱영역의 전송특성을 해석하였다. 또한 이 모델의 결과값을 이차원 수치해석학적 모델값과 비교하였으며 게이트길이, 채널두께 및 게이트산화막 두께에 대한 관계를 구하기 위하여 사용하였다.