• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.2183-2188
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• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널 도핑농도 변화에 따른 문턱전압이동 현상에 대하여 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 일반적으로 저 농도로 채널을 도핑하여 완전결핍상태로 동작하도록 제작한다. 불순물산란의 감소에 의한 고속 동작이 가능하므로 고주파소자에 응용할 수 있다는 장점이 있다. 미세소자에서 필연적으로 발생하고 있는 단채널 효과 중 문턱전압이동현상이 비대칭 DGMOSFET의 채널도핑농도의 변화에 따라 관찰하고자 한다. 문턱전압을 구하기 위하여 해석학적 전위분포를 포아송방정식으로부터 급수형태로 유도하였다. 채널길이와 두께, 산화막 두께 및 도핑분포함수의 변화 등을 파라미터로 하여 도핑농도에 따라 문턱전압의 이동현상을 관찰하였다. 결과적으로 도핑농도가 증가하면 문턱전압이 증가하였으며 채널길이가 감소하면 문턱전압이 크게 감소하였다. 또한 채널두께와 하단게이트 전압이 감소하면 문턱전압이 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 산화막 두께가 감소하면 문턱전압이 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.748-751
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• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널 도핑농도 변화에 따른 문턱전압이동현상에 대하여 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 일반적으로 저농도로 채널을 도핑하여 완전결핍상태로 동작하도록 제작한다. 불순물산란의 감소에 의한 고속동작이 가능하므로 고주파소자에 응용할 수 있다는 장점이 있다. 미세소자에서 필연적으로 발생하고 있는 단채널효과 중 문턱전압이동현상이 비대칭 DGMOSFET의 채널도핑농도의 변화에 따라 관찰하고자 한다. 문턱전압을 구하기 위하여 해석학적 전위분포를 포아송방정식으로부터 급수형태로 유도하였다. 채널길이와 두께, 산화막두께 및 도핑분포함수의 변화 등을 파라미터로 하여 도핑농도에 따라 문턱전압의 이동현상을 관찰하였다. 결과적으로 도핑농도가 증가하면 문턱전압이 증가하였으며 채널길이가 감소하면 문턱전압이 크게 감소하였다. 또한 채널두께와 하단게이트 전압이 감소하면 문턱전압이 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 산화막두께가 감소하면 문턱전압이 증가하는 것을 알 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.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제10권3호
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• pp.240-250
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• 2010

Double Gate MOSFETs (DG MOSFETs) with doping in one or two thin layers of an otherwise intrinsic channel are simulated to obtain the transport characteristics, threshold voltage and leakage current. Two different device structures- one with doping on two layers near the top and bottom oxide layers and another with doping on a single layer at the centre- are simulated and the variation of device parameters with a change in doping concentration and doping layer thickness is studied. It is observed that an n-doped layer in the channel reduces the threshold voltage and increases the drive current, when compared with a device of undoped channel. The reduction in the threshold voltage and increase in the drain current are found to increase with the thickness and the level of doping of the layer. The leakage current is larger than that of an undoped channel, but less than that of a uniformly doped channel. For a channel with p-doped layer, the threshold voltage increases with the level of doping and the thickness of the layer, accompanied with a reduction in drain current. The devices with doped middle layers and doped gate layers show almost identical behavior, apart from the slight difference in the drive current. The doping level and the thickness of the layers can be used as a tool to adjust the threshold voltage of the device indicating the possibility of easy fabrication of ICs having FETs of different threshold voltages, and the rest of the channel, being intrinsic having high mobility, serves to maintain high drive current in comparison with a fully doped channel.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.121-122
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• 2022

본 논문은 Nanosheet FET(NSFET)와 FinFET의 구조를 갖는 소자 성능을 조사하기 위해서 3차원 소자 시뮬레이터를 이용하여 시뮬레이션한 결과를 소개한다. NSFET와 FinFET의 채널 도핑 농도에 따른 전류-전압 특성을 시뮬레이션하였고, 그 전류-전압 특성으로부터 추출한 문턱전압, 문턱전압이하 기울기 등의 성능을 비교하였다. NSFET이 FinFET보다 채널 도핑 농도에 따른 전류-전압 특성에서 드레인 전류가 더 많이 흐르며 더 높은 문턱전압을 갖는다. 문턱전압이하 기울기는 NSFET가 FinFET보다 더 가파른 기울기를 갖는다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.2939-2945
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• 2014

본 연구에서는 대칭 및 비대칭 산화막 구조를 가진 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 문턱전압 변화에 대하여 분석하였다. 상하단 동일한 산화막 두께을 갖는 대칭 DGMOSFET와 달리 비대칭 DGMOSFET는 상하단 게이트 산화막 두께를 다르게 제작할 수 있다. 그러므로 비대칭 DGMOSFET에서 상단과 하단게이트 산화막 두께의 크기 변화에 따라 대칭 DGMOSFET와 문턱전압을 비교하여 상하단 게이트 산화막 두께의 최적값에 대하여 고찰하고자 한다. 문턱전압을 구하기 위하여 포아송방정식에서 해석학적 전위분포모델을 유도하였으며 도핑분포함수는 가우스분포함수를 사용하였다. 문턱전압 모델을 이용하여 하단게이트 전압, 채널길이 및 채널두께 등에 따라 상하단게이트 산화막 두께가 문턱전압에 미치는 영향을 관찰하였다. 결과적으로 문턱전압은 상하단 게이트 산화막 두께에 따라 크게 변화하였으며 변화하는 경향은 하단게이트 전압, 채널길이 그리고 채널두께에 따라 매우 상이하게 나타나고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.755-758
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• 2014

본 연구에서는 대칭 및 비대칭 산화막 구조를 가진 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 문턱전압 변화에 대하여 분석하였다. 상하단 동일한 산화막 두께을 갖는 대칭 DGMOSFET와 달리 비대칭 DGMOSFET는 상하단 게이트 산화막 두께를 다르게 제작할 수 있다. 그러므로 비대칭 DGMOSFET에서 상단과 하단게이트 산화막 두께의 크기 변화에 따라 대칭 DGMOSFET와 문턱전압을 비교하여 상하단 게이트 산화막 두께의 최적값에 대하여 고찰하고자 한다. 문턱전압을 구하기 위하여 포아송방정식에서 해석학적 전위분포모델을 유도하였으며 도핑분포함수는 가우스분포함수를 사용하였다. 문턱전압 모델을 이용하여 하단게이트 전압, 채널길이 및 채널두께 등에 따라 상하단게이트 산화막 두께가 문턱전압에 미치는 영향을 관찰하였다. 결과적으로 문턱전압은 상하단 게이트 산화막 두께에 따라 크게 변화하였으며 변화하는 경향은 하단게이트 전압, 채널길이 그리고 채널 두께에 따라 매우 상이하게 나타나고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.731-733
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• 2012

더블게이트MOSFET는 두 개의 게이트를 가지고 있기 때문에 전류제어 능력이 기존 MOSFET보다 두배에 가깝고 나노소자에서 단채널 효과를 감소시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 더블게이트MOSFET 제작시 단채널 효과에 큰 영향을 미치는 도핑농도에 따른 문턱전압의 변화를 분석하고자 한다. 더블게이트MOSFET에서 문턱전압에 영향을 미치는 구조적 요소 중 도핑농도는 매우 중요한 소자파라미터이다. 본 논문에서는 도핑농도를 $10^{15}cm^{-3}$에서 $10^{19}cm^{-3}$까지 변화시키면서 문턱 전압을 분석한 결과 도핑농도가 증가하면 문턱전압도 커짐을 알 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1992년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.820-824
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• 1992

An accurate method for extracting both Si film doping concentration and front or back silicon-to-oxide fixed charge density of fully depleted SOI devices is proposed. The method utilizes the current-to-voltage and capacitance-to-voltage characteristics of both SOI NMOSFET and PMOSFET which have the same doping concentration. The Si film doping concentration and the front or back silicon-to-oxide fixed charge density are extracted by mainpulating the respective threshold voltages of the SOI NMOSFET and PMOSFET according to the back surface condition (accumulation or inversion) and the capacitance-to-voltage characteristics of the SOI PMOSFET. Device simulations show that the proposed method has less than 10% errors for wide variations of the film doping concentration and the front or the back silicon-to-oxide fixed charge density.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.845-847
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• 2012

본 연구에서는 DGMOSFET의 채널내 도핑농도에 따른 전송 특성을 분석하였다. 분석학적 모델을 유도하기 위하여 포아송 방정식을 이용하였다. DGMOSFET는 기존 MOSFET에서 발생하는 단채널 효과를 감소시킬 수 있다는 장점 때문에 많은 연구가 진행 중에 있다. 단채널 효과는 주로 문턱 전압영역을 포함한 문턱전압이하 영역에서 발생하므로 문턱전압이하 영역에서의 전송특성을 분석하는 것은 매우 중요하다. 이 연구에서는 DGMOSFET의 도핑농도를 변화시키면서 문턱전압의 변화와 DIBL을 분석할 것이다.