• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.10-14
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• 2013

본 논문에서는 저전력 기술인 DVFS (Dynamic Voltage Frequency Scaling) 응용을 위하여, 동작주파수의 변화에도 소비전력이 일정한 특성을 갖는 전류모드 회로를 적용함에 있어서, 저속 동작에서 소비전력이 과다한 전류모드 회로의 문제점을 전류모드 회로에서 sub-threshold 영역 동작의 MOSFET을 적용함으로써 소비전력을 최소화하는 설계기술을 소개한다. 회로설계는 MOSFET BSIM 3모델을 사용하였으며, 시뮬레이션한 결과, strong-inversion 동작일 때 소비전력은 $900{\mu}W$이었으나, sub-threshold 영역으로 동작하였을 때, 소비전력이 $18.98{\mu}W$가 되어, 98 %의 소비전력의 절감효과가 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.151-157
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• 2013

본 연구에서는 다중게이트 구조인 나노 와이어 n-채널 무접합(junctionless)와 반전모드(inversion mode) 다중게이트 MOSFET(Multiple-Gate MOSFET : MuGFET)의 PBTI에 의한 소자 특성 저하를 비교 분석하였다. PBTI에 의해서 무접합 및 반전모드 소자의 문턱전압이 증가하는 것으로 관측되었으며 무접합 소자의 문턱전압 변화가 반전모드 소자보다 작음을 알 수 있었다. 그러나 소자특성 저하 비율은 반전모드 소자가 무접합 소자보다 큰 것으로 관측되었다. 특성저하 활성화 에너지는 반전모드 소자가 무접합 소자보다 큰 것을 알 수 있었다. PBTI에 의한 소자 특성 저하가 무접합 소자보다 반전모드 소자가 더 심한 것을 분석하기 위하여 3차원 소자 시뮬레이션을 수행하였다. 같은 게이트 전압에서 전자의 농도는 같으나 수직방향의 전계는 반전모드 소자가 무접합 소자보다 큰 것을 알 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1990년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.88-92
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• 1990

An accurate analytical threshold model is presented for fully depleted SOI which has a Metal-Insulator-Semiconductor-Insulator-Metal structure. The threshold voltage is defined as the gate voltage at which the second derivative of the inversion charge with respect to the gate voltage is maximum. Therefore the model is self-consistent with the measurement scheme. Numerical simulations show good agreement with the model with less than 3% error.

• 전자공학회논문지A
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• 제31A권8호
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• pp.34-45
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• 1994

We studied threshold voltages and I-V characteristics. considering short channel effect of the fully depleted thin film n-channel SOI MOSFET. We presented a charge sharing model when the back surface of short channel shows accumulation depletion and inversion state respectively. A degree of charge sharing can be compared according to each of back-surface conditions. Mobility is not assumed as constant and besides bulk mobility both the mobility defined by acoustic phonon scattering and the mobility by surface roughness scattering are taken into consideration. I-V characteristics is then implemented by the mobility including vertical and parallel electric field. kThe validity of the model is proved with the 2-dimensional device simulation (MEDICI) and experimental results. The threshold voltage and charge sharing region controlled by source or drain reduced with increasing back gate voltage. The mobility is dependent upon scattering effect and electric field. so it has a strong influence on I-V characteristics.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권10호
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• pp.1-6
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• 2010

본 연구에서는 S-파라미터 측정 데이터를 사용하는 RF측정방법으로 short-channel MOSFET의 RF 캐패시턴스 전압(C-V) 곡선을 상온에서 $225^{\circ}C$까지 추출하였으며, 추출된 고온 종속 특성을 엠피리컬하게 모델링하였다. RF C-V 특성곡선의 weak inversion영역에서 온도 변화에 따른 voltage shift가 threshold voltage shift보다 적은 현상이 관찰되었지만, 기존 long-channel C-V 이론 방정식으로 설명할 수 없는 현상임이 입증되었다. 이러한 short-channel C-V 곡선의 고온 종속 모델링을 위해서 새로운 엠피리컬 방정식이 개발되었다. 이 방정식의 정확도는 모델된 C-V곡선과 측정 데이터가 넓은 온도범위에서 잘 일치하는 결과를 관찰함으로써 입증되었다. 또한, 높은 게이트 전압에서는 온도가 증가함에 따라 채널 캐패시턴스 값이 감소하는 것을 확인할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권7호
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• pp.1-7
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• 2010

Fin 폭이 다른 accumulation-mode Pi-gate p-채널 MOSFET의 고온특성을 측정 분석하였다. 사용된 소자는 Fin 높이는 10nm 이며 폭은 30nm, 40nm, 50nm 의 3종류이다. 온도에 따라서 드레인 전류, 문턱전압, subthreshold swing, 유효이동도 및 누설 전류 특성을 측정하였다. 온도가 증가할수록 드레인 전류는 상온에서 보다 약간 증가하는 현상이 나타났다. 온도에 따른 문턱전압의 변화는 inversion-mode 소자 보다 작은 것으로 측정되었다. 유효이동도는 온도가 증가할수록 감소하였으나 Fin 폭이 감소할수록 이동도는 큰 것을 알 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제26권9호
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• pp.1375-1380
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• 1989

Mobility reduction parameters are extracted using a method based on the exploitatiion of Id-Vg and Gm-Vg characteristics of short channel n-MOSFETs in strong inversion region at room temperature. It is found that the reduction of the maximum field effect mobility, \ulcornerFE,max, with the channel length is due to i) the difference between the threshold voltage and the gate voltage which corresponds to the maximum transconductance, and ii) the channel length dependence of the mobility attenuation coefficient, \ulcorner The low field mobility, \ulcorner, is found to be independent of the channel length down to 0.25 \ulcorner ofeffective channel length. Also, the channel length reduction, -I, the mobility attenuation coefficient, \ulcorner the threshold voltage, Vt, and the source-drain resistance, Rsd, are determined from the Id-Vg and -gm-Vg characteristics n-MOSFETs.

• 센서학회지
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• 제31권4호
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• pp.271-277
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• 2022

We analyzed the effects of the interface trap on the output characteristics of an inversion mode n-channel GaN Schottky barrier (SB)-MOSFET based on the N_it distribution using TCAD simulation. As interface trap number density (N_it) increased, the threshold voltage increased while the drain current density decreased. Under N_it=5.0×10¹⁰ cm^-2 condition, the threshold voltage was 3.2 V for V_DS=1 V, and the drain current density reduced to 2.4 mA/mm relative to the non-trap condition. Regardless of the N_it distribution type, there was an increase in the subthreshold swing (SS) following an increase in N_it. Under U-shaped N_it distribution, it was confirmed that the SS varied depending on the gate voltage. The interface fixed charge (Q_f) caused an shift in the threshold voltage and increased the off-state current collectively with the surface trap. In summary, GaN SB-MOSFET can be a building block for high power UV optoelectronic circuit provided the surface state is significantly reduced.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권2호
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• pp.649-654
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• 2014

In this paper, an analytical model for Surrounding Gate (SG) metal-oxide- semiconductor field effect transistors (MOSFETs) considering quantum effects is presented. To achieve this goal, we have used variational approach for solving the Poission and Schrodinger equations. This model is developed to provide an analytical expression for inversion charge distribution function for all regions of device operation. This expression is used to calculate the other important parameters like inversion charge density, threshold voltage, drain current and gate capacitance. The calculated expressions for the above parameters are simple and accurate. This paper also focuses on the gate tunneling issue associated with high dielectric constant. The validity of this model was checked for the devices with different dimensions and bias voltages. The calculated results are compared with the simulation results and they show good agreement.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제4권3호
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• pp.228-239
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• 2004

In this paper, an analytical model accounting for the quantum effects in MOSFETs has been developed to study the behaviour of $high-{\kappa}$ dielectrics and to calculate the threshold voltage of the device considering two dielectrics gate stack. The effect of variation in gate stack thickness and permittivity on surface potential, inversion layer charge density, threshold voltage, and $I_D-V_D$ characteristics have also been studied. This work aims at presenting a relation between the physical gate dielectric thickness, dielectric constant and substrate doping concentration to achieve targeted threshold voltage, together with minimizing the effect of gate tunneling current. The results so obtained are compared with the available simulated data and the other models available in the literature and show good agreement.