• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제7권1호
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• pp.57-61
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• 2009

This paper has presented the subthreshold current model of FinFET using the potential variation in the doped channel based on the analytical solution of three dimensional Poisson's equation. The model has been verified by the comparison with the data from 3D numerical device simulator. The variation of subthreshold current with front and back gate bias has been studied. The variation of subthreshold swing and threshold voltage with front and back gate bias has been investigated.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.105-106
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• 2005

The impact ionization MOS (I-MOS) transistor with 50nm channel length is presented by using 2-D device simulator ISE-TCAD. The subthreshold slope cannot be steeper than kT/q since the subthreshold conduction is due to diffusion current. As MOSFETs are scaled down, this problem becomes significant and the subthreshold slope degrades which leads an increase in the off-current and off-state power dissipation. The I-MOS is based on a gated p-i-n structure and the subthreshold conduction is induced by impact ionization. The simulation results show that the subthreshold slope is 11.7 mV/dec and this indicates the I-MOS improves the switching speed and off-state characteristics.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권6호
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• pp.733-737
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• 2011

This paper has studied subthreshold characteristics for double gate(DG) MOSFET using Gaussian function in solving Poisson's equation. Typical two dimensional analytical transport models have been presented for symmetrical Double Gate MOSFETs (DGMOSFETs). Subthreshold swing and threshold voltage are very important factors for digital devices because of determination of ON and OFF. In general, subthreshold swings have to be under 100mV/dec, and threshold voltage roll-off small in short channel devices. These models are used to obtain the change of subthreshold swings and threshold voltage for DGMOSFET according to channel doping profiles. Also subthreshold swings and threshold voltages have been analyzed for device parameters such as channel length, channel thickness and channel doping profiles.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권6호
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• pp.379-383
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• 2003

Double-Gate MOSFET의 TSi변화에 따른 subthreshold 특성을 비교 분석하였다. Lightly-doped asymmetrical 소자의 경우에 symmetrical 소자에 비하여 subthreshold current가 TSi에 따라 급격하게 증가하는 현상을 발견하였으며 이는 낮은 depletion charge 때문에 TSi내의 전압분포가 linear한 특성을 갖는 것에 기인함을 밝혔다. 또한 이러한 현상을 설명할 수 있는 analytical equation을 유도하였으며 analytical equation 결과와 device simulation 결과를 비교하여 그 정확도를 검증하였다.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.651-656
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• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널도핑 변화에 따른 문턱전압이하 스윙의 변화를 분석하였다. 문턱전압이하 스윙은 문턱전압이하 영역에서 발생하는 차단전류의 감소정도를 나타내는 요소로서 디지털회로 적용에 매우 중요한 역할을 한다. 비대칭 이중게이트 MOSFET의 문턱전압이하 스윙을 분석하기 위하여 포아송방정식을 이용하였다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 대칭 이중게이트 MOSFET와 달리 상하단 게이트의 산화막 두께 및 인가전압을 다르게 제작할 수 있다. 본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널 내 농도변화 및 게이트 산화막 두께 그리고 인가전압 등이 문턱전압이하 스윙에 미치는 영향을 관찰하였다. 특히 포아송방정식을 풀 때 도핑분포함수로 가우스분포함수를 이용하였으며 가우스분포함수의 파라미터인 이온주입범위 및 분포편차에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화를 관찰하였다. 분석결과, 문턱전압이하 스윙은 도핑농도 및 분포함수에 따라 크게 변화하였으며 게이트 산화막 두께 및 인가전압에 크게 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권5호
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• pp.583-586
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• 2011

In this paper, subthreshold swing characteristics have been presented for double-gate MOSFETs, using the analytical model based on series form of potential distribution. Subthreshold swing is very important factor for digital devices because of determination of ON and OFF. In general, subthreshold swings have to be under 100mV/dec. The channel length $L_g$ is varied from 30nm to 100nm, and channel thickness $t_{si}$ from 15 to 20nm according to channel length, and oxide thickness 5nm to investigate subthreshold swing. The doping of channel is fixed with $10^{16}cm^{-3}$ p-type. The results show good agreement with numerical simulations, confirming this model.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제10권2호
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• pp.107-117
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• 2010

An analytical subthreshold swing model is presented for symmetric double-gate (DG) MOSFETs with Gaussian doping profile in vertical direction. The model is based on the effective conduction path effect (ECPE) concept of uniformly doped symmetric DG MOSFETs. The effect of channel doping on the subthreshold swing characteristics for non-uniformly doped device has been investigated. The model also includes the effect of various device parameters on the subthreshold swing characteristics of DG MOSFETs. The proposed model has been validated by comparing the analytical results with numerical simulation data obtained by using the commercially available $ATLAS^{TM}$ device simulator. The model is believed to provide a better physical insight and understanding of DG MOSFET devices operating in the subthreshold regime.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제5권1호
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• pp.45-49
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• 2007

The analytical transport model in subthreshold regime for double gate MOSFET has been presented to analyze the short channel effects such as subthreshold swing, threshold voltage roll-off and drain induced barrier lowering. The present approach includes the quantum tunneling of carriers through the source-drain barrier. Poisson equation is used for modeling thermionic emission current, and Wentzel-Kramers-Brillouin approximations are applied for modeling quantum tunneling current. This model has been used to investigate the subthreshold operations of double gate MOSFET having the gate length of the nanometer range with ultra thin gate oxide and channel thickness under sub-20nm. Compared with results of two dimensional numerical simulations, the results in this study show good agreements with those for subthreshold swing and threshold voltage roll-off. Note the short channel effects degrade due to quantum tunneling, especially in the gate length of below 10nm, and DGMOSFETs have to be very strictly designed in the regime of below 10nm gate length since quantum tunneling becomes the main transport mechanism in the subthreshold region.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.704-707
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• 2013

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 상 하단 게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙을 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 4단자소자로서 상단과 하단의 게이트단자에 별도의 전압을 인가할 수 있는 구조이다. 그러므로 문턱전압이하 영역에서 전송특성을 분석하기 위해선 상단게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙뿐만이 아니라 하단게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화도 분석하여야 한다. 이를 위하여 가우시안 분포함수를 이용한 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 구하여 문턱전압이하 스윙에 대한 해석학적 모델을 제시하였다. 이 문턱전압이하 모델을 이용하여 문턱전압이하 스윙을 상 하단 게이트 전압에 따라 관찰한 결과, 문턱전압이하 스윙은 게이트전압에 따라 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 상 하단 게이트 전압에 따라 전도중심이 변화하며 이로 인하여 문턱전압이하 스윙에 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.