• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권4호
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• pp.23-30
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• 2006

본 연구에서는 나노 스케일 MuGFET(Mutiple-Gate FETs)의 단채널 효과와 corner effect를 3차원 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 문턱전압 모델을 이용하여 게이트 숫자(Double-gate=2, Tri-gate=3, Pi-gate=3.14, Omega-gate=3.4, GAA=4)를 구하였으며 추출된 게이트 숫자를 이용하여 각각의 소자 구조에 맞는 natural length($\lambda$)값을 얻을 수 있었다. Natural length를 통하여 MuGFET의 단채널 효과를 피할 수 있는 최적의 소자 구조(실리콘 두께, 게이트 산화막의 두께 등)를 제시 하였다. 이러한 corner effect를 억제하기 위해서는 채널 불순물의 농도를 낮게 하고, 게이트 산화막의 두께를 얇게 하며, 코너 부분을 약 17%이상 라운딩을 해야 한다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.135-141
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• 2014

본 연구에서는 무접합 MuGFET의 핀 폭에 따른 문턱전압의 변화를 줄이기 위한 소자 설계 가이드라인을 제시하였다. 제작된 무접합 MuGFET으로부터 핀 폭이 증가할수록 문턱전압의 변화가 증가하는 것을 알 수 있었다. 무접합 MuGFET의 핀 폭에 따른 문턱전압의 변화를 줄이기 위한 소자 설계가이드라인으로 게이트 유전체, 실리콘박막의 두께, 핀 수를 최적화 하는 연구를 3차원 소자 시뮬레이션을 통해 수행하였다. 고 유전율을 갖는 $La_2O_3$ 유전체를 게이트 절연층으로 사용하거나 실리콘 박막을 최대한 얇게 하므로 핀 폭이 증가해도 문턱전압의 변화율을 줄일 수 있음을 알 수 있었다. 특히 유효 채널 폭을 같게 하면서 핀 수를 많게 하므로 문턱전압 변화율과 문턱전압 아래 기울기를 작게 하는 것이 무접합 MuGFET의 최적의 소자 설계 가이드라인임을 알 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권11호
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• pp.1-7
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• 2008

본 연구에서는 양자 현상을 고려한 나노미터 MuGFET의 C-V 특성을 분석하기 위하여 2차원 Poisson-$Schr{\ddot{o}}dinger$ 방정식을 self-consisnt하게 풀 수 있는 시뮬레이터를 구현하였다. 소자 시뮬레이터를 이용하여 양자 현상으로 인한 소자크기와 게이트 구조에 따른 게이트-채널 커패시턴스 특성을 분석하였다. 소자의 크기가 감소할수록 단위 면적당 게이트-채널 커패시턴스는 증가하였다. 그리고 게이트 구조가 다른 소자에서는 게이트-채널 커패시턴스가 유효게이트 수가 증가할수록 감소하였다. 이런 결과를 실리콘 표면의 전자농도 분포와 인버전 커패시턴스로 설명하였다 또한 인버전 커패시턴스로부터 소자의 크기 및 게이트 구조에 따른 inversion-layer centroid 길이도 계산하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.2133-2138
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• 2013

다중게이트 구조인 나노 와이어 n-채널 무접합(junctionless) 및 반전모드(inversion mode) MuGFET에서 문턱전압 이하의 급격히 작은 기울기 (subthreshold slope)가 온도에 따라 변하는 것을 비교 분석하였다. 온도가 증가함에 따라 무접합 및 반전모드 소자의 문턱전압 아래 기울기는 증가하는 것으로 관측 되었다. 문턱전압 아래 기울기 증가는 반전모드 소자보다 무접합 소자에서 더 심함을 알 수 있었다. 소자의 핀 폭이 다른 소자의 문턱전압 아래 기울기의 온도 의존성은 비슷한 것으로 관측되었다. 그리고 기판 전압에 따른 문턱전압 아래 기울기의 온도 의존성 측정으로부터 기판전압이 증가함에 따라 문턱전압 아래 기울기 변화는 심하지 않는 것으로 관측되었다. 기판에 양의 전압을 인가하므로 무접합 MuGFET 소자를 이용하여 400K 온도에서도 문턱전압 아래 기울기가 41mV/dec 이하인 소자를 구현할 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권1호
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• pp.8-14
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• 2012

전체 채널 폭은 같지만 핀 수와 핀 폭이 다른 n-채널 MuGFET의 특성을 측정 비교 분석하였다. 사용된 소자는 Pi-gate 구조의 MuGFET이며 핀 수가 16이며 핀 폭이 55nm인 소자와 핀 수가 14이며 핀 폭이 80nm인 2 종류의 소자이다. 측정 소자성능은 문턱전압, 이동도, 문턱전압 roll-off, DIBL, inverse subthreshold slope, PBTI, hot carrier 소자열화 및 드레인 항복전압 이다. 측정 결과 핀 폭이 작으며 핀 수가 많은 소자의 단채널 현상이 우수한 것을 알 수 있었다. PBTI에 의한 소자열화는 핀 수가 많은 소자가 심하며 hot carrier에 의한 소자열화는 비슷한 것을 알 수 있었다. 그리고 드레인 항복 전압은 핀 폭이 작고 핀 수가 많은 소자가 높은 것을 알 수 있었다. 단채널 현상과 소자열화 및 드레인 항복전압 특성을 고려하면 MuGFET소자 설계 시 핀 폭을 작게 핀 수를 많게 하는 것이 바람직하다.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.1657-1662
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• 2014

본 연구에서는 다중게이트 구조인 n-채널 무접합(junctionless) MuGFET 의 기판 전압이 zero capacitor RAM(Z-RAM) 특성에 미치는 영향에 대하여 실험적으로 분석하였다. 핀 폭이 50nm 이고, 핀 수가 1인 무접합 트랜지스터의 드레인에 3.5V, 기판에 0V 가 인가된 경우, 메모리 윈도우는 0.34V 이며 센싱 마진 은 $1.8{\times}10^4$ 의 특성을 보였다. 양의 기판 전압이 인가되면 충격 이온화가 증가하여 메모리 윈도우와 센싱 마진 특성이 개선되었다. 기판 전압이 0V에서 10V로 증가함에 따라, 메모리 윈도우 값은 0.34V 에서 0.96V 로 증가하였고, 센싱 마진 또한 소폭 증가하였다. 기판 전압에 따른 무접합 트랜지스터의 메모리 윈도우 민감도가 반전 모드 트랜지스터 보다 큰 것을 알 수 있었다. Gate Induced Drain Leakage(GIDL) 전류가 작은 무접합 소자의 경우 반전모드 소자에 비해서 보유시간 특성이 좋을 것으로 사료된다. Z-RAM의 동작 신뢰도 평가를 위해서 셋/리셋 전압 및 전류의 변화를 측정하였다.