본 논문에서는 main gate(MG)와 side gate(SG)를 갖는 double gate(DG) MOSFET 구조를 조사하였다. MG가 50nm일 때 최적의 SG 전압은 약 3V임을 알 수 있었고, 각각의 MG에 대한 최적의 SG 길이는 약 70nm임을 알 수 있었다. DG MOSFET는 매우 작은 문턱 전압 roll-off 특성을 나타내고, 전류-전압 특성곡선에서 VMG=VDS=1.5V, VSG=3V인 곳에서 포화전류는 550$\mu\textrm{A}$/m임을 알 수 있었다. subthrehold slope는 82.6㎷/decade, 전달 컨덕턴스는 l14$\mu\textrm{A}$/$\mu\textrm{m}$ 그리고 DIBL은 43.37㎷이다 다중 입력 NAND 게이트 로직 응용에 대한 이 구조의 장점을 조사하였다. 이때, DG MOSFET에서 41.4GHz의 매우 높은 컷오프 주파수를 얻을 수 있었다.
한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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pp.211-213
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2008
The TFTs from ZnO semiconductor with hafnium oxide dielectrics were prepared by atomic layer deposition to characterize the electrical properties. Good electrical properties of oxide TFT was obtained with channel mobility of $2.1\;cm^2/Vs$, threshold voltage of 0 V, the subthreshold slope of 0.9 V/dec, and on to off current ratio of $10^6$.
한국정보디스플레이학회 2006년도 6th International Meeting on Information Display
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pp.718-722
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2006
The dependence of n-channel 2 shot SLS poly-Si TFT characteristics on the DOS (density of states) parameters was investigated by using a device simulation. Device performances were most sensitive to the DOS of poly-Si/gate insulator (GI) interface and poly-Si active layer. Deep level states at the poly-Si/GI interfaces strongly affect the subthreshold slope.
한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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pp.543-545
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2009
With injection-type source delivery system of atomic layer deposition (ALD), bottom-contact and bottom-gate thin-film transistors (TFTs) were fabricated with a poly-4-vinyphenol polymeric dielectric for the first time. The properties of the ZnO TFT were greatly influenced by the device structure and the process conditions. The zinc oxide TFTs exhibited a channel mobility of 0.43 $cm^2$/Vs, a threshold voltage of 0.85 V, a subthreshold slope of 3.30 V/dec, and an on-to-off current ratio of above $10^6$ with solid saturation.
In this paper, the effects of back-gate bias on n-channel SOI MOSFETs has been systematically investigated. Back-gate surface is accumulated when negative bias is applied. It is found that the driving current ability of SOI MOSFETs is reduced because the threshold voltage and subthreshold slope are increased and transconductance is decreased due to the hole accumulation in Si body.
In this study SOI MOSFET model of the structure with 4-terminals and 3-interfaces is proposed. An SOI MOSFET is modeled with the equivalent circuit considered the interface capacitances. Parameters of SOI MOSFET device are extracted, and the electrical characteristics due to back-bias change is simulated. In SOI-MOSFET model device we describe the characteristics of threshold voltage, subthreshold slope, maxium electrical field and drain currents in the front channel when the back channel condition move into accmulation, depletion, and inversion regions respectively.
The NMOSFET with gate length of 0.1$\mu$m is fabricated by mix-and-match method. In this device, the electron beam lithography is used to form the gate layer, while other layers are formed by the stepper. The gate oxide is 7nm thick, and the device structure is normal LDD structure. The saturation Gm for gate length of 0.1$\mu$m is 246mS/mm. The subthreshold slope is 180mV/decade for 0.1$\mu$m gate length, but the slope is 80mV/decade for 0.3$\mu$m gate length.
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.
박막의 SOI(Silicon-On-Insulator) 소자는 짧은 채널 효과(short channel effect), subthreshold slope의 개선, 이동도 향상, latch-up 제거 등 많은 이점을 제공한다. 반면에 이 소자는 current kink effect와 같이 정상적인 소자 동작에 있어 주요한 저해 요소인 floating body effect를 나타낸다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 T-형 게이트 구조를 갖는 SOI NMOSFET를 제안하였다. T-형 게이트 구조는 일부분의 게이트 산화막 두께를 다른 부분보다 30nm 만큼 크게 하여 TSUPREM-4로 시뮬레이션 하였으며, 이것을 2D MEDICI mesh를 구성하여 I-V 특성 시뮬레이션을 시행하였다. 부분적으로 게이트 산화층의 두께가 다르기 때문에 게이트 전계도 부분적으로 차이가 발생되어 충격 이온화 전류의 크기도 줄어든다. 충격 이온화 전류가 감소한다는 것은 current kink effect가 감소하는 것을 의미하며, 이것을 MEDICI 시뮬레이션을 통해 얻어진 충격 이온화 전류 곡선, I-V 특성 곡선과 정공 전류의 분포 형태를 이용하여 제안된 구조에서 current kink effect가 감소됨을 보였다.
본 논문에서는 AlGaN/GaN HFET의 누설전류 특성을 개선하고자 산화갈륨 희생층 공정을 이용한 새로운 패시베이션 공정을 제안하였다. 오믹 전극 형성시 고온 열처리 과정으로 인해 갈륨의 표면 손상이 불가피하다. 표면 손상을 방지하기 위해 보편적으로 선표면처리 공정을 사용하기도 하지만 이러한 방법만으로는 표면 손상을 완전히 없애기 어렵다. 본 연구에서 새롭게 제안된 산화갈륨 희생층을 이용한 공정 방법은 고온 열처리 후 손상된 표면에 $O_2$ 플라즈마 처리를 통해 산화갈륨층을 형성한 뒤, 염화수소를 이용하여 산화갈륨층을 식각한다. 우수한 상태의 표면 상태를 얻을 수 있었으며, 누설전류의 확연한 감소로 subthreshold slope이 개선되었을 뿐만 아니라 최대 드레인 전류 특성도 594 mA/mm에서 634 mA/mm로 증가하였다. 질화갈륨 희생층 공정의 효과를 분석하기 위해 X-선 광전자 분광법을 이용하여 질화갈륨의 표면 변화에 대해 살펴보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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