• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.29-32
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• 2001

In this paper, the thermal oxidation behaviors and the electrical characteristics of the thermal oxide grown on SiC are discussed. For these studies the oxide layers with various thickness were on SiC in wet $O_2$ or dry $O_2$ at l15$0^{\circ}C$ and the MOS capacitors using the 350$\AA$ gate oxide grown in wet $O_2$ were fabricated and electrically characterized. It was found from the experimental results that the oxidation rate of SiC with the Si-face and with the carbon-face were about 10% and 50% of oxidation rate of Si. The C-V measurement results of the SiC oxide showed abnormal hysterisis properties which had ever been not observed for the Si oxide. And the hysterisis behavior was seen more significant when initial bias voltage was more negative or more positive. The hysterisis property of the SiC oxide was believed to be due the substantial amount of the deep level traps to exist at the interface between the oxide and the SiC substrate. The leakage of the SiC oxide was found to be one order larger than the Si oxide, but the breakdown strength was almost equal to that of the Si oxide.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.1465-1470
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• 2017

기존의 MOSFET에서는 반전층보다 항상 실리콘 두께가 크기 때문에 드레인유도 장벽감소가 실리콘 두께에 관계없이 산화막 두께 및 채널길이의 함수로 표현되었다. 그러나 10 nm 이하 저도핑 이중게이트 구조에서는 실리콘 두께 전체가 공핍층이 형성되기 때문에 기존의 SPICE 모델을 사용할 수 없게 되었다. 그러므로 이중게이트 MOSFET에 대한 새로운 SPICE 용 드레인유도 장벽감소 모델을 제시하고자 한다. 이를 분석하기 위하여 전위분포와 WKB 근사를 이용하여 열방사 및 터널링 전류를 구하였다. 결과적으로 드레인유도 장벽감소는 상하단 산화막 두께의 합 그리고 실리콘 두께의 2승에 비례하며 채널길이의 3승에 반비례한다는 것을 알 수 있었다. 특히 SPICE 파라미터인 정적 궤환계수가 1과 2사이에서 사용할 수 있어 합당한 파라미터로써 사용할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.3-4
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• 2009

As device process technology advances, effective channel length, the thickness of gate oxide, and supply voltage decreases. This paper describes a novel electrostatic discharge (ESD) protection device which has current feedback for high ESD immunity. A conventional Gate-Grounded NMOS (GGNMOS) transistor has only one ESD current path, which makes, the core circuit be in the safe region, so an GGNMOS transistor has low current immunity compared with our device which has current feedback path. To simulate our device, we use conventional $0.18\;{\mu}m$ technology parameters with a gate oxide thickness of $43\;{\AA}$ and power supply voltage of 1.8 V. Our simulation results indicate that the area of our ESD protection, device can be smaller than a GGNMOS transistor, and ESD immunity is better than a GGNMOS transistor.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제5권1호
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• pp.45-49
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• 2007

The analytical transport model in subthreshold regime for double gate MOSFET has been presented to analyze the short channel effects such as subthreshold swing, threshold voltage roll-off and drain induced barrier lowering. The present approach includes the quantum tunneling of carriers through the source-drain barrier. Poisson equation is used for modeling thermionic emission current, and Wentzel-Kramers-Brillouin approximations are applied for modeling quantum tunneling current. This model has been used to investigate the subthreshold operations of double gate MOSFET having the gate length of the nanometer range with ultra thin gate oxide and channel thickness under sub-20nm. Compared with results of two dimensional numerical simulations, the results in this study show good agreements with those for subthreshold swing and threshold voltage roll-off. Note the short channel effects degrade due to quantum tunneling, especially in the gate length of below 10nm, and DGMOSFETs have to be very strictly designed in the regime of below 10nm gate length since quantum tunneling becomes the main transport mechanism in the subthreshold region.

• 전자공학회논문지T
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• 제35T권2호
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• pp.6-12
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• 1998

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.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권6호
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• pp.365-370
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• 2015

Zinc tin oxide transparent thin film transistors (ZTO TTFTs) were fabricated on oxidized $n^+$ Si wafers. The thickness of ~30 nm $Al_2O_3$ films were deposited on the oxidized Si wafers by atomic layer deposition, which acted as the gate insulators of ZTO TTFTs. The $Al_2O_3$ films were rapid-annealed at $400^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, $800^{\circ}C$, and $1,000^{\circ}C$, respectively. Active layers of ZTO films were deposited on the $Al_2O_3/SiO_2$ coated $n^+$ Si wafers by rf magnetron sputtering. Mobility and threshold voltage were measured as a function of the rapid-annealing temperature. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were carried out to observe the chemical bindings of $Al_2O_3$ films. The annealing effects of gate-insulator on the properties of TTFTs were analyzed based on the results of XPS.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.808-812
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• 2006

In this dissertation, Ru-Zr metal gate electrode deposited on two kinds of dielectric were formed for MOS capacitor. Sample co-sputtering method was used as a alloy deposition method. Various atomic composition was achieved when metal film was deposited by controlling sputtering power. To study the characteristics of metal gate electrode, C-V(capacitance-voltage) and I-V(current-voltage) measurements were performed. Work function and equivalent oxide thickness were extracted from C-V curves by using NCSU(North Carolina State University) quantum model. After the annealing at various temperature, thermal/chemical stability was verified by measuring the variation of effective oxide thickness and work function. This dissertation verified that Ru-Zr gate electrodes deposited on $SiO_{2}\;and\;ZrO_{2}$ have compatible work functions for NMOS at the specified atomic composition and this metal alloys are thermally stable. Ru-Zr metal gate electrode deposited on $SiO_{2}\;and\;ZrO_{2}$ exhibit low sheet resistance and this values were varied with temperature. Metal alloy deposited on two kinds of dielectric proposed in this dissertation will be used in company with high-k dielectric replacing polysilicon and will lead improvement of CMOS properties.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.471-475
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• 1999

$N{_2}O$ 게이트 산화막을 사용한 nMOSFET가 금속 플라즈마 식각 피해에 대한 면역도가 동일한 두께의 순수한 산화막을 갖는 nMOSFET보다 향상됨을 보여준다. Area Antenna Ratio(AAR)를 증가시킴에 따라 $N{_2}O$ 산화막을 갖는 nMOSFET는 좁은 초기 분포 특성과 정전계 스트레스하에서 더 작은 열화특성을 보이는 데 이는 Si기판과 산화막 계면에서의 질소기의 영향으로 설명되어진다. 또한 $N{_2}O$ 게이트 산화막을 사용하면 순수한 게이트 산화막을 사용할 때 보다 금속 Area Antenna Ratio(AAR)과 Perimeter Area ratio(PAR) 의 최대 허용 크기를 더 증가할 수 있다. 이러한 $N{_2}O$ 게이트 산화막을 갖는 NMOSFET의 개선은 Si기판과 $N{_2}O$ 산화막 계면에 있는 질소기에 의한 계면 강도의 영향 때문으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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• pp.163-166
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• 2002

We investigated structural and electrical properties of Metal-Oxide-Semiconductor(MOS) structure using Hafnium $oxide(HfO_{2})$ as high-k gate dielectric material. $HfO_{2}$ films are ultrathin gate dielectric material witch have a thickness less than 2.0nm， so it is spotlighted to be substituted $SiO_{2}$ as gate dielectric material. In this paper We have grown $HfO_{2}$ films with pt electrode on P-type Silicon substrate by RF magnetron sputtering system using $HfO_{2}$ target and oserved the property of semiconductor-oxide interface. Using pt electrode, it is necessary to be annealed at ${300^{\circ}C}$. This process is to increase an adhesion ratio between $HfO_{2}$ films with pt electrode. In film deposition process, the deposition time of $HfO_{2}$ films is an important parameter. Structura1 properties are invetigated by AES depth profile, and electrical properties by Capacitance-Voltage characteristic. Interface trap density are measured to observe the interface between $HfO_{2}$ with Si using High-frequency(1MHz) C-V and Quasi - static C-V characteristic.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.163-168
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• 2015

본 연구에서는 10 nm이하 채널길이를 갖는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 하단 게이트 전압에 대한 터널링 전류(tunneling current)의 변화에 대하여 분석하고자한다. 단채널 효과를 감소시키기 위하여 개발된 다중게이트 MOSFET중에 비대칭 이중게이트 MOSFET는 채널전류를 제어할 수 있는 요소가 대칭형의 경우보다 증가하는 장점을 지니고 있다. 그러나 10nm 이하 채널길이를 갖는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 경우, 터널링 전류에 의한 차단전류의 증가는 필연적이다. 본 연구에서는 차단전류 중에 터널링 전류의 비율을 계산함으로써 단채널에서 발생하는 터널링 전류의 영향을 관찰하고자 한다. 포아송방정식을 이용하여 구한 해석학적 전위분포와 WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin) 근사를 이용하여 터널링 전류를 구하였다. 결과적으로 10 nm이하의 채널길이를 갖는 비대칭 이중게이트 MOSFET에서는 하단 게이트 전압에 의하여 터널링 전류가 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 채널길이, 상하단 산화막 두께 그리고 채널두께 등에 따라 매우 큰 변화를 보이고 있었다.