• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권5호
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• pp.1670-1676
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• 2014

This paper presents the modeling of Single Electron Transistor (SET) based on Physical model of a device and its equivalent circuit. The physical model is derived from Schrodinger equation. The wave function of the electrode is calculated using Hartree-Fock method and the quantum dot calculation is obtained from WKB approximation. The resulting wave functions are used to compute tunneling rates. From the tunneling rate the current is calculated. The equivalent circuit model discuss about the effect of capacitance on tunneling probability and free energy change. The parameters of equivalent circuit are extracted and optimized using genetic algorithm. The effect of tunneling probability, temperature variation effect on tunneling rate, coulomb blockade effect and current voltage characteristics are discussed.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제16권1호
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• pp.43-47
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• 2018

The existing modeling of avalanche dominated breakdown in double gate MOSFETs (DGMOSFETs) is not relevant for 10 nm gate lengths, because the avalanche mechanism does not occur when the channel length approaches the carrier scattering length. This paper focuses on the punch through mechanism to analyze the breakdown characteristics in 10 nm DGMOSFETs. The analysis is based on an analytical model for the thermionic-emission and tunneling currents, which is based on two-dimensional distributions of the electric potential, obtained from the Poisson equation, and the Wentzel-Kramers-Brillouin (WKB) approximation for the tunneling probability. The analysis shows that corresponding flat-band-voltage for fixed threshold voltage has a significant impact on the breakdown voltage. To investigate ambiguousness of number of dopants in channel, we compared breakdown voltages of high doping and undoped DGMOSFET and show undoped DGMOSFET is more realistic due to simple flat-band-voltage shift. Given that the flat-band-voltage is a process dependent parameter, the new model can be used to quantify the impact of process-parameter fluctuations on the breakdown voltage.

• 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.