• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.278-282
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• 2018

We propose a SPICE model of drain-induced barrier lowering (DIBL) for a junctionless cylindrical surrounding gate (JLCSG) MOSFETs. To this end, the potential distribution in the channel is obtained via the Poisson equation, and the threshold voltage model is presented for the JLCSG MOSFET. In a JLCSG nano-structured MOSFET, a channel radius affects the carrier transfer as well as the channel length and oxide thickness; therefore, DIBL should be expressed as a function of channel length, channel radius, and oxide thickness. Consequently, it can be seen that DIBLs are proportional to the power of -3 for the channel length, 2 for the channel radius, 1 for the thickness of the oxide film, and the constant of proportionality is 18.5 when the SPICE parameter, the static feedback coefficient ${\eta}$, is between 0.2 and 1.0. In particular, as the channel radius and the oxide film thickness increase, the value of ${\eta}$ remains nearly constant.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제4권2호
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• pp.94-99
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• 2004

silicided 50-nm-gate-length n-type Schottky barrier metal-oxide-semiconductor field-effect-transistors (SB-MOSFETs) with 5 nm gate oxide thickness are manufactured. The saturation current is $120{\mu}A/{\mu}m$ and on/off-current ratio is higher than $10^5$ with low leakage current less than $10{\mu}A/{\mu}m$. Novel phenomena of this device are discussed. The increase of tunneling current with the increase of drain voltage is explained using drain induced Schottky barrier thickness thinning effect. The abnormal increase of drain current with the decrease of gate voltage is explained by hole carrier injection from drain into channel. The mechanism of threshold voltage increase in SB-MOSFETs is discussed. Based on the extracted model parameters, the performance of 10-nm-gate-length SB-MOSFETs is predicted. The results show that the subthreshold swing value can be lower than 60 mV/decade.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2002년도 추계종합학술대회
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• pp.494-497
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• 2002

본 논문에서는 halo doping profile을 갖는 나노구조 LDD MOSFET의 문턱전압에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내었다. 소자 크기는 generalized scaling을 사용하여 100nm에서 40nm까지 스케일링하였다. Van Dort Quantum Correction Model(QM)을 사용하여 정전계 스케일링과 정전압 스케일링에 대한 문턱 전압과 각각의 게이트 oxide 두께에 대한 direct tunneling 전류를 조사하였다. 게이트 길이가 감소할 때 정전계 스케일링에서는 문턱전압이 감소하고, 정전압 스케일링에서는 문턱전압이 증가하는 것을 알 수 있었고, 게이트 oxide두께가 감소할 때 direct tunneling 전류는 증가함을 알 수 있었다. 감소하는 채널 길이를 갖는 MOSFET 문턱전압에 대한 roll-off 특성을 최소화하기 위해 generalized scaling에서 $\alpha$값은 1에 가깝게 되는 것을 볼 수 있었다.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권7호
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• pp.79-87
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• 1998

Nitrided oxides which have been investigated as alternative gate oxide for metal-oxide-semiconductor field effect devices were grown by two-step process using N$_{2}$O gas, and were chaacterized via a fowler-nordheim tunneling(FNT) electron injection technique. Electrical characteristics of nitrided gate oxides were superior to that of control oxides.Further, the FNT electron injection into the nitrided gate oxides reveals that gate oxides degrade more both if electrons were foreced to inject from the gate metal and if thicker nitrided gate oxides were used in the thickness range of 90~130.angs.. Models are suggested to explain these phenomena.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제10권6호
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• pp.193-195
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• 2009

This paper aims to develop a low gate source voltage ($V_{gs}$) N-LDMOS element that is fully operational at a CMOS Logic Gate voltage (3.3 or 5 V) realized using the 0.35 μm BCDMOS process. The basic structure of the N-LDMOS element presented here has a Low $V_{gs}$ LDMOS structure to which the thickness of a logic gate oxide is applied. Additional modification has been carried out in order to obtain features of an improved breakdown voltage and a specific on resistance ($R_{sp}$). A N-LDMOS element can be developed with improved features of breakdown voltage and specific on resistance, which is an important criterion for power elements by means of using a proper structure and appropriate process modification. In this paper, the structure has been made to withstand the excessive electrical field on the drain side by applying the double gate oxide structure to the channel area, to improve the specific on resistance in addition to providing a sufficient breakdown voltage margin. It is shown that the resulting modified N-LDMOS structure with the feature of the specific on resistance is improved by 31%, and so it is expected that optimized power efficiencies and the size-effectiveness can be obtained.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.602-607
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• 2004

This paper describes the characteristics of Ru-Zr alloy gate electrodes deposited by co-sputtering. The various atomic composition was made possible by controlling sputtering power of Ru and Zr. Thermal stability was examined through 600 and 700 $^{\circ}C$ RTA annealing. Variation of oxide thickness and X-ray diffraction(XRD) pattern after annealing were employed to determine the reaction at interface. Low and relatively stable sheet resistances were observed for Ru-Zr alloy after annealing. Electrical properties of alloy film were measured from MOS capacitor and specific atomic composition of Zr and Ru was found to yield compatible work function for nMOS. Ru-Zr alloy was stable up to $700^{\circ}C$ while maintaining appropriate work function and oxide thickness.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.372-377
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• 2013

DGMOSFET의 항복전압에 대하여 고찰하였으며 이를 위하여 포아송방정식의 분석학적 해 및 Fulop의 항복전압 조건을 사용하였다. DGMOSFET는 게이트단자의 전류제어능력 향상으로 단채널 효과를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나 단채널에서 나타나는 항복전압의 감소는 피할 수 없으므로 이에 대한 연구가 필요하다. 포아송방정식을 풀 때 사용하는 전하분포함수에 가우시안 함수를 적용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였으며 이때 이중게이트 MOSFET의 소자크기에 따라 항복전압의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 전위모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 항복전압을 분석할 것이다. DGMOSFET의 항복전압을 관찰한 결과, 채널길이가 감소할수록 그리고 도핑농도가 증가할수록 항복전압이 감소하는 것으로 나타났다. 또한 게이트산화막 두께 및 채널두께에 따라서 항복전압의 변화가 관찰되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.401-406
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• 2015

본 논문에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널길이에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화에 대하여 분석하였다. 문턱전압이하 스윙은 트랜지스터의 디지털특성을 결정하는 중요한 요소로서 채널길이가 감소하면 특성이 저하되는 문제가 나타나고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 개발된 DGMOSFET의 문턱전압이하 스윙의 채널길이에 대한 변화를 채널두께, 산화막두께, 상하단 게이트 전압 및 도핑농도 등에 따라 조사하고자 한다. 특히 하단 게이트 구조를 상단과 달리 제작할 수 있는 비대칭 DGMOSFET에 대하여 문턱전압이하 스윙을 분석함으로써 하단 게이트 전압 및 하단 산화막 두께 등에 대하여 자세히 관찰하였다. 문턱전압이하 스윙의 해석학적 모델을 구하기 위하여 포아송방정식에서 해석학적 전위분포모델을 유도하였으며 도핑분포함수는 가우스분포함수를 사용하였다. 결과적으로 문턱전압이하 스윙은 상하단 게이트 전압 및 채널도핑농도 그리고 채널의 크기에 매우 민감하게 변화하고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.59-59
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• 2009

The efficiency of CMOS technology has been developed in uniform rate. However, there was a limitation of reducing the thickness of Gate-oxide since the thickness of Gate Dielectric is also reduced so an amount of leakage current is grow. In order to solve this problem, the semiconductor device which has a dual gate is used widely. This paper presents a method and a necessity for making the Gate Stack of TFT. Before Using test devices to measure values, stacking $SiN_x$ on a wafer test was conducted.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.2217-2222
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• 2011

본 연구에서는 이중게이트(Double Gate; DG)MOSFET의 채널내 전위와 전하분포의 관계를 가우스 함수를 이용한 포아송방정식으로부터 유도하고자 한다. 즉, 도핑분포는 가우스 함수를 이용하였으며 변수인 이온주입범위 및 분포편차에 대하여 문턱전압이하 스윙과 산화막 두께의 관계를 관찰하고자 한다. 포아송방정식으로부터 해석학적 전위분포 모델을 구하였으며 이를 이용하여 산화막 두께에 대한 문턱전압이하 스윙값의 변화를 구하였다. 문턱전압이하 스윙은 게이트전압에 대한 드레인전류의 변화를 나타내고 이론적으론 최소값 60 mV/dec을 나타내며 디지털소자응용에 매우 중요한 요소이다. 본 연구의 모델이 타당하다는 것을 입증하기 위하여 포텐셜 분포값을 수치해석학적 값과 비교하였다. 결과적으로 본 연구에서 제시한 포텐셜모델이 수치해석학적 시뮬레이션모델과 매우 잘 일치하였으며 도핑분포에 따라 문턱전압이하 스윙과 산화막두께의 관계를 분석하였다.