• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제8권1호
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• pp.92-97
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• 2008

In this Paper, we present a scaling theory for dual material surrounding gate (DMSGTs) MOSFETs, which gives a guidance for the device design and maintaining a precise subthreshold factor for given device parameters. By studying the subthreshold conducting phenomenon of DMSGTs, the effective conductive path effect (ECPE) is employed to acquire the natural length to guide the design. With ECPE, the minimum channel potential is used to monitor the subthreshold behavior. The effect of ECPE on scaling factor significantly improves the subthreshold swing compared to conventional scaling rule. This proposed model offers the basic designing guidance for dual material surrounding gate MOSFETs.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제8권4호
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• pp.449-452
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• 2010

We have analyzed channel doping and dimensions(channel length, width and thickness) for the optimum subthreshold characteristics of DG(Double Gate) MOSFET based on the model of MicroTec 4.0. Since the DGMOSFET is the candidate device to shrink short channel effects, the determination of design rule for DGMOSFET is very important to develop sub-100nm devices for high speed and low power consumption. As device size scaled down, the controllability of dimensions and oxide thickness is very low. We have analyzed the short channel effects for the variation of channel dimensions, and found the design conditions of DGMOSFET having the optimum subthreshold characteristics for digital applications.

• 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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• 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.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제7권1호
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• pp.51-55
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• 2007

This paper investigates the subthreshold behavior of Fin Field Effect Transistor (FinFET). The FinFET is considered to be an alternate MOSFET structure for the deep sub-micron regime, having excellent device characteristics. As the channel length decreases, the study of subthreshold behavior of the device becomes critically important for successful design and implementation of digital circuits. An accurate analysis of subthreshold behavior of FinFET was done by simulating the device in a 3D process and device simulator, Taurus. The subthreshold behavior of FinFET, was measured using a parameter called S-factor which was obtained from the $In(I_{DS})\;-\;V_{GS}$ characteristics. The value of S-factor of devices of various fin dimensions with channel length $L_g$ in the range of 20 nm - 50 nm and with the fin width $T_{fin}$ in the range of 10 nm - 40 nm was calculated. It was observed that for devices with longer channel lengths, the value of S-factor was close to the ideal value of 60 m V/dec. The S-factor increases exponentially for channel lengths, $L_g\;<\;1.5\;T_{fin}$. Further, for a constant $L_g$, the S factor was observed to increase with $T_{fin}$. An empirical relationship between S, $L_g$ and $T_{fin}$ was developed based on the simulation results, which could be used as a rule of thumb for determining the S-factor of devices.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.1764-1770
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• 2011

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 채널내 도핑분포에 따른 문턱전압이하 스윙을 분석하였다. DGMOSFET는 차세대 나노소자로서 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점 때문에 많은 연구가 진행 중에 있다. 문턱전압이하 스윙특성의 저하는 중요한 단채널 효과로서 디지털소자응용에서 매우 심각한 영향을 미치고 있다. 이러한 문턱 전압이하 스윙특성의 저하를 이중게이트(Double Gate; DG) MOSFET의 구조적 파라미터 및 채널 내 도핑분포함수의 변화에 따라 분석하고자 한다. 이를 위하여 가우시안 분포함수를 이용하여 포아송방정식의 해석학적 모델을 유도하였다. 본 논문에서 사용한 해석학적 포아송방정식의 전위분포모델 및 문턱전압이하 스윙모델의 타당성을 입증하기 위하여 수치해석학적 결과값과 비교하였으며 이 모델을 이용하여 이중게이트 MOSFET의 문턱전압이하 스윙을 분석하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.762-765
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• 2013

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 게이트 산화막 두께의 변화에 따른 문턱전압이하 전류의 변화를 분석하였다. 이를 위하여 이중게이트 MOSFET의 채널 내 전위분포를 구하기 위하여 포아송방정식을 이용하였으며 이때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용하였다. 전위분포는 경계조건을 이용하여 채널크기에 따른 해석학적인 함수로 구하였다. 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 게이트 산화막 두께 등에 대하여 문턱전압이하 전류 특성의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 전위모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 문턱전압이하 전류 특성을 분석하였다. 분석결과, 문턱전압이하 전류는 게이트 산화막 두께 및 가우시안 분포함수의 변수 등에 크게 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.768-771
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• 2013

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 채널도핑농도의 변화에 따른 문턱전압이하 전류의 변화를 분석하였다. 이를 위하여 이중게이트 MOSFET의 채널 내 전위분포를 구하기 위하여 포아송방정식을 이용하였으며 이때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용하였다. 전위분포는 경계조건을 이용하여 채널크기에 따른 해석학적인 함수로 구하였다. 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 채널도핑농도 등에 대하여 문턱전압이하 전류 특성의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 전위모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 문턱전압이하 전류 특성을 분석하였다. 분석결과, 문턱전압이하 전류는 채널도핑농도 및 가우시안 분포함수의 변수 등에 크게 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.753-756
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• 2013

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 이온 주입범위 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 분석할 것이다. 분석결과, 문턱전압이하 전류는 채널크기 및 가우시안 분포함수의 변수 등에 크게 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다.