• 전기학회논문지
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• 제58권10호
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• pp.2011-2015
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• 2009

In an insulating dielectric liquid such as transformer oil, space charge injection and propagation were analyzed under the Fowler-Nordheim and Richardson-Dushman's thermal emission charge injection conditions for blade-plane electrodes stressed by a step voltage. The governing equations were composed of all five equations such as the Poisson's equation for electric fields, three continuity equations for electrons, negative, and positive ions, and energy balanced equation for temperature distributions. The governing equations for each carrier, the continuity equations, belong to the hyperbolic-type PDE of which the solution has a step change at the space charge front resulting in numerical instabilities. To decrease these instabilities, the governing equations were solved simultaneously by the Finite Element Method (FEM) employing the artificial diffusion scheme as a stabilization technique. Additionally, the terminal current was calculated by using the generalized energy method which is based on the Poynting's theorem, and represents more reliable and stable approach for evaluating discharge current. To verify the proposed method, the discharge phenomena were successfully applied to the blade~plane electrodes, where the radius of blade cap was $50{\mu}m$.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.2403-2408
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• 2013

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET에 대한 차단전류를 분석하기 위하여 도핑분포함수에 따라 상단과 하단게이트에 의한 전류분포를 분석할 것이다. 분석을 위하여 실험치에 유사한 결과를 얻을 수 있도록 채널도핑농도의 분포함수로써 가우시안함수를 사용하여 유도한 포아송방정식의 이차원 해석학적 전위모델을 이용하여 차단전류를 분석하였다. 특히 소자 파라미터인 채널길이, 채널두께, 게이트산화막 두께 및 채널도핑농도 등을 파라미터로 하여 가우스함수의 이온주입범위 및 분포편차의 변화에 대한 차단전류의 변화를 분석하였다. 분석결과 차단전류는 소자파라미터에 의한 상하단 전류의 변화에 따라 커다란 변화를 보이고 있었으며 특히 채널도핑함수인 가우시안 함수의 형태에 따라서도 큰 변화를 보이고 있다는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.1143-1148
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• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널 내 도핑분포함수의 변화에 따른 문턱전압이하 스윙의 변화를 분석하였다. 이중게이트 MOSFET의 특성을 결정하는 가장 기본적인 요소는 채널의 크기 즉, 채널길이, 채널두께 등과 채널의 도핑분포함수이다. 도핑분포는 채널도핑 시 사용하는 이온주입법에 의하여 결정되며 일반적으로 가우스분포함수에 준한다고 알려져 있다. 포아송방정식을 이용하여 전하분포를 구하기 위하여 가우스분포함수을 이용하였다. 가우스분포함수는 반드시 상하 대칭이 아니므로 채널길이 및 채널두께, 그리고 비대칭 이중게이트 MOSFET의 상하단 게이트 전압 변화 등에 따라 문턱전압이하 스윙 값은 크게 변화할 것이다. 이에 본 연구에서는 가우스분포함수의 파라미터인 이온주입범위 및 분포편차에 따른 문턱전압이하 스윙의 변화를 관찰하고자 한다. 분석결과, 문턱전압이하 스윙은 도핑분포함수 및 게이트 전압 등에 따라 크게 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.123-128
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• 2014

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 채널크기 변화에 따른 문턱전압이하 전류의 변화를 분석하였다. 이를 위하여 단채널 효과를 감소시킬 수 있는 나노소자인 이중게이트 MOSFET에 대한 정확한 해석학적 분석이 요구되고 있다. 채널 내 전위분포를 구하기 위하여 포아송방정식을 이용하였으며 이때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용하였다. 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 채널크기 등에 대하여 문턱전압이하 전류 특성의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 문턱전압이하 전류 특성을 분석하였다. 분석결과, 문턱전압이하 전류는 채널크기 및 가우시안 분포함수의 변수 등에 크게 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.903-908
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널 내 도핑분포함수의 변화에 따른 문턱전압이동 현상에 대하여 분석하였다. 반도체소자를 도핑시킬 때는 주로 이온주입법을 사용하며 이때 분포함수는 가우스분포를 나타내고 있다. 가우스분포함수는 이온주입범위 및 분포편차에 따라 형태를 달리하며 이에 따라 전송특성도 변화하게 된다. 그러므로 비대칭 DGMOSFET의 채널 내 도핑분포함수의 변화는 문턱전압에 영향을 미칠 것이다. 문턱전압은 트랜지스터가 동작하는 최소한의 게이트전압이므로 단위폭 당 드레인 전류가 $0.1{\mu}A$ 흐를 때 상단 게이트전압으로 정의하였다. 문턱전압을 구하기 위하여 해석학적 전위분포를 포아송방정식으로부터 급수형태로 유도하였다. 결과적으로 도핑농도가 증가하면 도핑분포함수에 따라 문턱전압은 크게 변하였으며 특히, 고 도핑 영역에서 하단 게이트전압에 따라 이온주입범위 및 분포편차에 의한 문턱전압의 변화가 크게 나타나는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.1260-1265
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• 2012

본 연구에서는 가우스분포함수의 형태에 따라 DGMOSFET에 스켈링이론을 적용하였을 때 문턱전압이하특성의 변화를 분석하고자 한다. 포아송방정식의 분석학적 해를 구할 때 사용하는 전하분포함수에 가우시안 함수를 적용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였으며 이때 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차에 대하여 문턱전압이하 특성의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 문턱전압이하 특성을 분석할 것이다. 스켈링이론은 소자파라미터의 변화에 대하여 출력특성을 변함없이 유지하기 위하여 적용하는 이론이다. DGMOSFET에 스켈링이론을 적용한 결과, 가우스함수의 형태에 따라 문턱전압이하 특성이 매우 크게 변화하였으며 특히 문턱전압의 변화는 상대적으로 매우 크게 나타난다는 것을 관찰하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.805-810
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• 2016

본 논문에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널 내 도핑농도에 대한 드레인 유도 장벽 감소 현상에 대하여 분석하고자한다. 드레인 유도 장벽 감소 현상은 드레인 전압에 의하여 소스 측 전위장벽이 낮아지는 효과로서 중요한 단채널 효과이다. 이를 분석하기 위하여 포아송방정식을 이용하여 해석학적 전위분포를 구하였으며 전위분포에 영향을 미치는 채널도핑 농도뿐만이 아니라 상하단 산화막 두께, 하단 게이트 전압 등에 대하여 드레인 유도 장벽 감소 현상을 관찰하였다. 결과적으로 드레인 유도 장벽 감소 현상은 채널도핑 농도에 따라 큰 변화를 나타냈다. 채널길이가 25 nm 이하로 감소하면 드레인 유도 장벽 감소 현상은 급격히 상승하며 채널도핑농도에도 영향을 받는 것으로 나타났다. 산화막 두께가 증가할수록 도핑농도에 따른 드레인유도장벽감소 현상의 변화가 증가하는 것을 알 수 있었다. 채널도핑 농도에 관계없이 일정한 DIBL을 유지하기 위하여 상단과 하단의 게이트 산화막 두께가 반비례하는 것을 알 수 있었다. 또한 하단게이트 전압은 그 크기에 따라 도핑농도의 영향이 변화하고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.575-580
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• 2015

비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET는 단채널 효과를 감소시킬 수 있는 새로운 구조의 트랜지스터이다. 본 연구에서는 비대칭 DGMOSFET의 전도중심에 따른 차단전류를 분석하고자 한다. 전도중심은 채널 내 캐리어의 이동이 발생하는 상단게이트에서의 평균거리로써 상하단 게이트 산화막 두께를 달리 제작할 수 있는 비대칭 DGMOSFET에서 산화막 두께에 따라 변화하는 요소이며 상단 게이트 전압에 따른 차단전류에 영향을 미치고 있다. 전도중심을 구하고 이를 이용하여 상단 게이트 전압에 따른 차단전류를 계산함으로써 전도중심이 차단전류에 미치는 영향을 산화막 두께 및 채널길이 등을 파라미터로 분석할 것이다. 차단전류를 구하기 위하여 포아송방정식으로부터 급수 형태의 해석학적 전위분포를 유도하였다. 결과적으로 전도중심의 위치에 따라 차단전류는 크게 변화하였으며 이에 따라 문턱전압 및 문턱전압이하 스윙이 변화하는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.672-677
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• 2013

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 채널크기 변화에 따른 항복전압의 변화를 분석하였다. 차세대 나노소자인 DGMOSFET에 대한 단채널효과 중 매우 작은 값을 갖는 항복전압은 정확한 분석이 요구되고 있다. 항복전압분석을 위하여 포아송방정식의 분석학적 전위분포를 이용하였으며 이때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였다. 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 소자 파라미터인 채널의 두께, 도핑농도 등에 대하여 항복전압 특성의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 항복전압특성을 분석할 것이다. 분석결과 항복전압은 소자파라미터 및 가우시안분포함수의 모양에 크게 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.811-814
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• 2012

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 채널크기 변화에 따른 항복전압의 변화를 분석할 것이다. 차세대 나노소자인 DGMOSFET에 대한 단채널효과 중 매우 작은 값을 갖는 항복전압은 정확한 분석이 요구되고 있다. 항복전압분석을 위하여 포아송방정식의 분석학적 전위분포를 이용하였으며 이때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였다. 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 소자 파라미터인 채널의 두께, 도핑농도 등에 대하여 항복전압 특성의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 항복전압특성을 분석할 것이다. 분석결과 항복전압은 소자파라미터 및 가우시안분포함수의 모양에 크게 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다.