• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2022.05a
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• pp.560-561
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• 2022

In this paper, current-voltage characteristics of various types of Nanosheet FET (NSFET) and FinFET are simulated with 3D device simulator. The threshold voltage and subthreshold swing extracted from the simulated current-voltage characteristics of NSFET and FinFET were compared. Both of threshold voltage and drain current of NSFET are higher than those of FinFET. The subthreshold voltage swing (SS) of NSFET is steeper than that of FinFET.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.301.2-301.2
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• 2014

집적회로의 밀도가 높이기 위해 단일 소자의 크기를 줄이는 과정에서 발생하는 소자의 성능 저하를 줄이기 위해 새로운 구조 및 구성 물질을 변경하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존의 평면 구조를 변형한 3차원 구조의 n-channel FinFet는 소자의 구성 물질을 바꾸지 않고도 쇼트 채널효과와 누설전류를 줄일 수 있다. 다양한 구조의 유전 물질을 응용한 n-channel FinFEET은 기존의 n-channel FinFET보다 소자의 크기를 줄일 수 있는 가능성을 제시하고 있다. FinFETs에 관한 많은 연구가 진행되어 왔지만, 유전체 물질을 이용한 n-channel FinFETs의 구조에 대한 연구는 매우 적다. 본 연구는 FinFET의fin channel 영역에 유전 물질을 삽입하여 그 영향을 분석한 연구이다. FinFET의 fin channel 영역에 유전 물질을 삽입하여 평면 구조의 MOSFET에서 fully depletion SOI 구조와 같은 동작을 하도록 만들었다. 유전 물질을 삽입한 FinFET 소자의 전기적 특성을 3차원 TCAD 시뮬레이션을 툴을 이용하여 계산하였다. 유전 물질을 삽입한 n-channel FinFET에서 전자 밀도와 측면 전계의 영향이 기존의 FinFET보다 좋은 특성을 확인하였다. 또한 유전물질을 삽입한 FinFETs은 subthershold swing, 누설전류, 소비전력을 줄여 주었다. 이러한 결과는 n-Channel FinFETs의 성능을 향상시키는데 많은 도움이 될 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.372-372
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• 2013

기존의 MOSFET 구조의 소자는 비례 축소에 의한 단 채널효과, 누설전류, 신뢰성 문제 같은 어려움에 직면해 있다. 이로 인해 20 nm 이하 소자 크기에서 기존의 MOSFET을 대체할 여러가지 차세대 소자에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 그 중에서 FinFET 소자는 비례 축소에 용이하고 누설전류 문제에 대한 장점으로 인해 활발한 연구가 진행되고 있다. 기존의 FinFET 소자에 대한 연구는 FinFET 구조를 이용한 메모리 소자의 전기적 특성의 향상, fin의 크기에 따른 소자의 특성 변화와 FinFET 구조의 물질 변화에 따른 전기적 특성 변화에 대한 연구가 많이 이루어져 왔다. 실제 공정에서의 fin의 형태 변화에 따른 전기적 특성변화에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 fin의 모서리의 모양의 변화에 따른 FinFET 소자의 전기적 특성 변화를 관찰하였고 전하 수송 메커니즘을 규명하였다. 실제 FinFET 소자의 공정에서 fin의 형태는 이상적인 직육면체 모양이 아니라 옆면이 기울고 모서리가 곡선이 되게 된다. 이로 인한 전자의 이동도 변화로 인해 소자의 성능이 변화하게 된다. FinFET의 경우 채널을 구성하는 fin의 각 면의 Si의 orientation이 다르다. 또한 fin의 모서리의 모양이 변화 함에 따라 채널영역의 orientation이 변화 하게 된다. 이에 따라 fin의 모서리 모양의 변화에 따른 소자의 전기적 특성 변화를 multi-orientation mobility model을 포함한 three-dimensional TCAD 시뮬레이션을 통해 계산하였다. 옆면과 윗면이 만나는 모서리의 모양의 곡률의 크기를 증가하여 다양한 fin의 형태에서 전기적 특성을 관찰하였다. Fin의 옆면과 윗면이 만나는 모서리의 곡률이 증가함에 따라 depletion 영역의 크기 변화와 채널에서의 전자의 밀도와 이동도의 변화를 관찰하였고 이를 토대로 fin의 형태 변화가 FinFET 소자의 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2022.10a
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• pp.121-122
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• 2022

In this paper, the device performance with the structure of Nanosheet FET (NSFET) and FinFET is simulated through a three-dimensional device simulator. Current-voltage characteristics of NSFET and FinFET were simulated with respect to channel doping concentrations, and the performance such as threshold voltage and subthreshold swing extracted from the current-voltage characteristics was compared. NSFET flows more drain current and has a higher threshold voltage in current-voltage characteristics depending on channel doping concentration than that of FinFET. The subthreshold voltage swing (SS) of NSFET is steeper than that of FinFET

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.329-329
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• 2012

Mobile 기기로 둘러싸여있는 현대의 환경에서 Flash memory에 대한 중요성은 날로 더해가고 있다. Flash memory의 가격 경쟁력 강화와 사용되는 기기의 소형화를 위해 flash memory의 비례축소가 중요한 문제로 부각되고 있다. 그러나 다결정 실리콘을 플로팅 게이트로 이용하는planar flash memory 소자의 경우 비례 축소 시 short channel effect 와 leakage current, subthreshold swing의 증가로 인한 성능저하와 같은 문제들로 인해 한계에 다다르고 있다. 이를 해결하기 위해 CTF 메모리 소자, nanowire FET, FinFET과 같은 새로운 구조를 가지는 메모리소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 22 nm 게이트 크기의 FinFET 구조를 가지는 플래시 메모리소자에서 fin의 두께와 높이의 변화에 따른 메모리 소자의 전기적 특성을 3-dimensional 구조에서 technology computer aided design ( TCAD ) tool을 이용하여 시뮬레이션 하였다. 본 연구에서는 3D FinFET 구조를 가진 플래시 메모리에 대한 시뮬레이션 하였다. FinFET 구조에서 채널영역은 planar 구조와 다르게 표면층이 multi-orientation을 가지므로 본 계산에서는 multi-orientation Lombardi mobility model을 이용하여 계산하였다. 계산에 사용된 FinFET flash memory 구조는 substrate의 도핑농도는 $1{\times}10^{18}$로 하였으며 source, drain, gate의 도핑농도는 $1{\times}10^{20}$으로 설정하여 계산하였다. Fin 높이는 28 nm로 고정한 상태에서 fin의 두께는 12 nm부터 28nm까지 6단계로 나누어서 각 구조에 대한 프로그램 특성과 전기적 특성을 관찰 하였다. 계산결과 FinFET 구조의 fin 두께가 두꺼워 질수록 채널형성이 늦어져 threshold voltage 값이 커지게 되고 subthreshold swing 값 또한 증가하여 전기적 특성이 나빠짐을 확인하였다. 각 구조에서의 전기장과 전기적 위치에너지의 분포가 fin의 두께에 따라 달라지므로써 이로 인해 프로그램 특성과 전기적 특성이 변화함을 확인하였다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.52 no.10
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• pp.64-69
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• 2015

Self-heating effects of bulk and SOI FinFETs on device structure are examined with TCAD simulation. The degradation of drive current in SOI FinFET is severer than that of bulk one in steady-state condition as expected. However, it is shown that the dynamic self-heating effects of SOI FinFETs are comparable to those of bulk FinFETs for high speed logic operation, especially in realistic device structure.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.50 no.4
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• pp.35-42
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• 2013

In this paper, the analog performance of FinFET structure was estimated by extracting the DC/AC characteristics of the 22 nm process FinFET structures with different layout considering spacer and SEG using 3D device simulator, Sentaurus. Based on the analysis results, layout methods to enhance the analog performance of multi-fin FinFET structures are proposed. By adding the spacer and SEG structures, the drive current of 1-fin FinFET increases. However, the unity gain frequency, $f_T$, reduces by 19.4 % due to the increase in the total capacitance caused by the added spacer. If the process element is not included in multi-fin FinFET, replacing 1-finger with 2-finger structure brings approximately 10 % of analog performance improvement. Considering the process factors, we propose methods to maximize the analog performance by optimizing the interconnect and gate structures.

• Journal of Convergence for Information Technology
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• v.11 no.11
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• pp.159-165
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• 2021

A fin channel with a fin width of 20 nm and a gradually increased source/drain extension regions are fabricated on a bulk silicon wafer by using a three-dimensional selective oxidation. The detailed process steps to fabricate the proposed fin channel are explained. We are demonstrating their preliminary characteristics and properties compared with those of the conventional fin field effect transistor device (FinFET) and the bulk FinFET device via three-dimensional device simulation. Compared to control devices, the three-dimensional selective oxidation fin channel MOSFET shows a higher linear transconductance, larger drive current, and lower series resistance with nearly the same scaling-down characteristics.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.13 no.11
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• pp.2373-2377
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• 2009

In this paper, the threshold voltage characteristics have been analyzed using three dimensional Poisson's equation for FinFET. The FinFET is extensively been studing since it can reduce the short channel effects as the nano device. We have presented the short channel effects such as subthreshold swing and threshold voltage for PinFET, using the analytical three dimensional Poisson's equation. We have analyzed for channel length, thickness and width to consider the structural characteristics for FinFET. Using this model, the subthreshold swing and threshold voltage have been analyzed for FinFET since the potential and transport model of this analytical three dimensional Poisson's equation is verified as comparing with those of the numerical three dimensional Poisson's equation.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2009.10a
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• pp.928-930
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• 2009

In this paper, the threshold voltage characteristics have been alanyzed using three dimensional Poisson's equation for FinFET. The FinFET is extensively been studing since it can reduce the short channel effects as the nano device. We have presented the short channel effects such as subthreshold swing and threshold voltage for FinFET, using the analytical three dimensional Poisson's equation. We have analyzed for channel length, thickness and width to consider the structural characteristics for FinFET. Using this model, the subthreshold swing and threshold voltage have been analyzed for FinFET since the potential and transport model of this analytical three dimensional Poisson's equation is verified as comparing with those of the numerical three dimensional Poisson's equation.