• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제16권5호
• /
• pp.254-259
• /
• 2015

This paper reports the optimized mixed-signal performance of a high-voltage (HV) laterally double-diffused metaloxide-semiconductor (LDMOS) field-effect transistor (FET) with a dual gate oxide (DGOX). The fabricated device is based on the split-gate FET concept. In addition, the gate oxide on the source-side channel is thicker than that on the drain-side channel. The experiment results showed that the electrical characteristics are strongly dependent on the source-side channel length with a thick gate oxide. The digital and analog performances according to the source-side channel length of the DGOX LDMOS device were examined for circuit applications. The HV DGOX device with various source-side channel lengths showed reduced by maximum 37% on-resistance (R_ON) and 50% drain conductance (g_ds). Therefore, the optimized mixed-signal performance of the HV DGOX device can be obtained when the source-side channel length with a thick gate oxide is shorter than half of the channel length.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제8권3호
• /
• pp.221-226
• /
• 2008

A new two dimensional (2-D) analytical model for the Threshold Voltage on dual material surrounding gate (DMSG) MOSFETs is presented in this paper. The parabolic approximation technique is used to solve the 2-D Poisson equation with suitable boundary conditions. The simple and accurate analytical expression for the threshold voltage and sub-threshold swing is derived. It is seen that short channel effects (SCEs) in this structure is suppressed because of the perceivable step in the surface potential which screens the drain potential. We demonstrate that the proposed model exhibits significantly reduced SCEs, thus make it a more reliable device configuration for high speed wireless communication than the conventional single material surrounding gate (SMSG) MOSFETs.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.259-266
• /
• 2004

In this paper. a new two types of EST(Emitter Switched Thyristor) structures are proposed to improve the electrical characteristics including the current saturation capability. Besides, the two dimensional numerical simulations were carried out using MEDICI to verify the validity of the device and examine the electrical characteristics. First, a vortical trench electrode EST device is proposed to improve snap-back effect and its blocking voltage. Second, a dual trench gate EST device is proposed to obtain high voltage current saturation characteristics and high blocking voltage and to eliminate snap-back effect. The two proposed devices have superior electrical characteristics when compared to conventional devices. In the vertical trench electrode EST, the snap-back effect is considerably improved by using the vertical trench gate and cathode electrode and the blocking voltage is one times better than that of the conventional EST. And in the dual trench gate EST, the snap-back effect is completely removed by using the series turn-on and turn-off MOSFET and the blocking voltage is one times better than that of the conventional EST. Especially current saturation capability is three times better than that of the other EST.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.371-375
• /
• 2021

본 논문에서는 고전압과 고온에서 사용할 수 있는 SiC 기반의 LIGBT 구조를 제시한다. 낮은 전류 특성을 향상시키기 위해 Gate를 중심으로 대칭되는 Dual-Emitter가 삽입된 것이 특징이다. 제안된 소자의 특성 검증을 위하여 Sentaurus TCAD simulation을 이용하여 시뮬레이션을 진행하였고 일반적인 LIGBT와 비교 연구를 진행하였다. 뿐만 아니라, 소수캐리어에 의한 전기적 특성을 검증하기 위해 N-drift 영역의 길이에 대하여 변수를 지정하여 Split을 진행하였다. 시뮬레이션 분석 결과, 제안된 Dual-Emitter 구조는 기존의 LIGBT보다 동일한 전압에서 높은 전류가 흐르는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.248-248
• /
• 2010

CMOS 축소화가 32nm node를 넘어서 지속적으로 진행되기 위하여 FinFET, Surround Gate and Tri-Gate와 같은 Fully Depleted 3-Dimensional 소자들이 SCE를 다루기 위해서 많이 제안되어 왔다. 하지만 소자의 축소화를 진행함에 있어서 좁고 균일한 patterning을 형성하는 것과 동시에 낮은 Extension Region과 Contact Region에서의 Series Resistance을 제공하여야 하고 Source/Drain Contact Formation을 확보하여야 한다. 그리고 소자의 축소화가 진행됨으로써 Silicide의 응집현상과 Source/Drain Junction의 누설전류에 대한 허용범위가 점점 엄격해지고 있다. ITRS 2005에 따르면 32nm CMOS에서는 Contact Resistivity가 대략 $2{\times}10-8{\Omega}cm2$이 요구되고 있다. 또한 Three Dimensional 소자에서는 Fin Corner Effect가 Channel Region뿐만 아니라 S/D Region에서도 중대한 영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서 제시하는 Novel S/D Contact Formation 기술을 이용하여 Self-Aligned Dual/Single Metal Contact을 이루어Patterning에 대한 문제점 해결과 축소화에 따라 증가하는 Contact Resistivity 문제점을 해결책을 제시하고자 한다. 이를 검증하기3D MOSFET제작하고 본 기술을 적용하고 검증한다. 또한 Normal Doping 구조를 가진3D MOSFET뿐만 아니라 SCE를 해결하기 위해서 대안으로 제시되고 있는 SB-MOSFET을 3D 구조로 제작하고, 이 기술을 적용하여 검증한다. 그리고 Silvaco simulation tool을 이용하여 S/D에 Metal이 Contact을 이루는 구조가 Double type과 Triple type에 따라 Contact Resistivity에 미치는 영향을 미리 확인하였고 이를 실험으로 검증하여 소자의 축소화에 따라 대두되는 문제점들의 해결책을 제시하고자 한다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제41권7호
• /
• pp.21-29
• /
• 2004

본 논문에서는 Dual oxide를 갖는 Nano-scale CMOSFET에서 각 소자의 Hot carrier 특성을 분석하여 두 가지 중요한 결과를 나타내었다. 하나는 NMOSFET Thin/Thick인 경우 CHC stress 보다는 DAHC stress에 의한 소자 열화가 지배적이고, Hot electron이 중요하게 영향을 미치고 있는 반면에, PMOSFET에서는 특히 Hot hole에 의한 영향이 주로 나타나고 있다는 것이다. 다른 하나는, Thick MOSFET인 경우 여전히 NMOSFET의 수명이 PMOSFET의 수명에 비해 작지만, Thin MOSFET에서는 오히려 PMOSFET의 수명이 NMOSFET보다 작다는 것이다. 이러한 분석결과는 Charge pumping current 측정을 통해 간접적으로 확인하였다. 따라서 Nano-scale CMOSFET에서의 NMOSFET보다는 PMOSFET에 대한 Hot camel lifetime 감소에 관심을 기울여야 하며, Hot hole에 대한 연구가 진행되어야 한다고 할 수 있다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제15권3호
• /
• pp.149-154
• /
• 2014

A new CMOS analog design methodology using an independently optimized self-cascode (SC) is proposed. This idea is based on the concept of the dual-workfunction-gate MOSFETs, which are equivalent to SC structures. The channel length of the source-side MOSFET is optimized, to give higher transconductance ($g_m$) and output resistance ($r_{out}$). The highest $g_m$ and $r_{out}$ of the SC structures are obtained by independently optimizing the channel length ratio of the SC MOSFETs, which is a critical design parameter. An operational amplifier (OPAMP) with the proposed design methodology using a standard digital $0.18-{\mu}m$ CMOS technology was designed and fabricated, to provide better performance. Independently $g_m$ and $r_{out}$ optimized SC MOSFETs were used in the differential input and output stages, respectively. The measured DC gain of the fabricated OPAMP with the proposed design methodology was approximately 18 dB higher, than that of the conventional OPAMP.