• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권6호
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• pp.653-657
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• 2015

A new paired gate-source voltage RF capacitance-voltage (C-V) method of extracting the effective channel length and parasitic capacitance using the intersection between two closely spaced linear regression lines of the gate capacitance versus gate length measured from S-parameters is proposed to remove errors from conventional C-V methods. Physically verified results are obtained at the gate-source voltage range where the slope of the gate capacitance versus gate-source voltage is maximized in the inversion region. The accuracy of this method is demonstrated by finding extracted value corresponding to the metallurgical channel length.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권7호
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• pp.1-6
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• 2004

나노 급 소자에서의 성능이 유효 채널 길이에 대하여 더욱 민감하게 되므로 정확한 유효 채널 길이의 추출이 중요하다. 본 논문에서는 100 ㎚ 이하의 MOSFET에서 유효 채널 길이를 추출하기 위하여 새로운 정전용량-전압(Capacitance-Voltage) 방법을 제안하였다. 제안한 방법에서는 게이트와 소스와 드레인 사이의 정전용량(C/sub gsd/)를 측정하여 유효 채널 길이를 추출하였다. 그리고 추출된 유효 채널 길이와 기존의 1/β 과 Terada 방법 그리고 다른 정전용량-전압 방법의 추출된 유효 채널 길이의 결과들과 비교하여 본 논문에서 제안한 추출방법이 100 ㎚ 이하 크기의 MOSFET의 유효 채널 길이를 추출함에 타당함을 증명하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권11호
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• pp.1-7
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• 2008

본 연구에서는 양자 현상을 고려한 나노미터 MuGFET의 C-V 특성을 분석하기 위하여 2차원 Poisson-$Schr{\ddot{o}}dinger$ 방정식을 self-consisnt하게 풀 수 있는 시뮬레이터를 구현하였다. 소자 시뮬레이터를 이용하여 양자 현상으로 인한 소자크기와 게이트 구조에 따른 게이트-채널 커패시턴스 특성을 분석하였다. 소자의 크기가 감소할수록 단위 면적당 게이트-채널 커패시턴스는 증가하였다. 그리고 게이트 구조가 다른 소자에서는 게이트-채널 커패시턴스가 유효게이트 수가 증가할수록 감소하였다. 이런 결과를 실리콘 표면의 전자농도 분포와 인버전 커패시턴스로 설명하였다 또한 인버전 커패시턴스로부터 소자의 크기 및 게이트 구조에 따른 inversion-layer centroid 길이도 계산하였다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.818-822
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• 1987

Gate capacitances have been measured directly on small-geometry MOSFET's with the drain voltage as a parameter for various channel lengths and for p and n channel types and the characteristics have been compared with each other. The influence of 'hot carrier effect' of short channel devices on capaciatance has been compared with long channel devices. The results show that gate capacitance characteristics of short channel device deviate from those of long channel device. The accuracy of the measurement system is less than a few femto Farad, and the minimum geometry (W/L) of device for which reliable measurement can be obtained is 6/3.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제11권2호
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• pp.130-133
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• 2011

A comparative study of two capacitance methods to measure the effective channel length in deep-submicron MOSFETs has been made in detail. Since the reduction of the overlap capacitance in the accumulation region is smaller than the addition of the inner fringe capacitance at zero gate voltage, the capacitance method removing the parasitic capacitance in the accumulation region extracts a more accurate effective channel length than the method removing that at zero gate voltage.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제10권2호
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• pp.134-142
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• 2010

A comparative study on the trade-off between the drive current and the total gate capacitance in double-gate (DG) and triple-gate (TG) FinFETs is performed by using 3-D device simulation. As the first result, we found that the optimum ratio of the hardmask oxide thickness ($T_{mask}$) to the sidewall oxide thickness ($T_{ox}$) is $T_{mask}/T_{ox}$=10/2 nm for the minimum logic delay ($\tau$) while $T_{mask}/T_{ox}$=5/1~2 nm for the maximum intrinsic gate capacitance coupling ratio (ICR) with the fixed channel length ($L_G$) and the fin width ($W_{fin}$) under the short channel effect criterion. It means that the TG FinFET is not under the optimal condition in terms of the circuit performance. Second, under optimized $T_{mask}/T_{ox}$, the propagation delay ($\tau$) decreases with the increasing fin height $H_{fin}$. It means that the FinFET-based logic circuit operation goes into the drive current-dominant regime rather than the input gate load capacitance-dominant regime as $H_{fin}$ increases. In the end, the sensitivity of $\Delta\tau/{\Delta}H_{fin}$ or ${{\Delta}I_{ON}}'/{\Delta}H_{fin}$ decreases as $L_G/W_{fin}$ is scaled-down. However, $W_{fin}$ should be carefully designed especially in circuits that are strongly influenced by the self-capacitance or a physical layout because the scaling of $W_{fin}$ is followed by the increase of the self-capacitance portion in the total load capacitance.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권10호
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• pp.62-66
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• 2011

본 연구에서는 측정된 S-파라미터를 사용하여 드레인-소스 전압 Vds에 무관한 게이트-소스 overlap 캐패시턴스를 추출하고, 이를 바탕으로 deep-submicron MOSFET의 Vds 종속 게이트-벌크 캐패시턴스 곡선을 추출하는 RF 방법이 새롭게 개발 되었다. 추출된 캐패시턴스 값들을 사용한 등가회로 모델과 측정된 데이터가 잘 일치하는 것을 관찰함으로써 추출방법의 정확도가 검증되었다. 추출된 데이터로부터 overlap과 depletion 길이의 Vds 종속 곡선이 얻어졌으며, 이를 통해 drain 영역의 채널 도핑 분포를 실험적으로 측정하였다.

• Advances in nano research
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• 제3권1호
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• pp.49-54
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• 2015

The structure represents symmetrical metal electrode (gate 1) - front $SiO_2$ layer - n-Si nanowire FET - buried $SiO_2$ layer - metal electrode (gate 2). At the symmetrical gate voltages high conductive regions near the gate 1 - front $SiO_2$ and gate 2 - buried $SiO_2$ interfaces correspondingly, and low conductive region in the central region of the NW are formed. Possibilities of applications of nanosize FETs at the deep inversion and depletion as a distributed capacitance are demonstrated. Capacity density is an order to ${\sim}{\mu}F/cm^2$. The charge density, it distribution and capacity value in the nanowire can be controlled by a small changes in the gate voltages. at the non-symmetrical gate voltages high conductive regions will move to corresponding interfaces and low conductive region will modulate non-symmetrically. In this case source-drain current of the FET will redistributed and change current way. This gives opportunity to investigate surface and bulk transport processes in the nanosize inversion channel.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권2호
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• pp.129-135
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• 2023

An analytical threshold voltage model is presented to observe the change in threshold voltage shift ΔV_th of a junctionless double gate MOSFET using ferroelectric-metal-SiO₂ as a gate oxide film. The negative capacitance transistors using ferroelectric have the characteristics of increasing on-current and lowering off-current. The change in the threshold voltage of the transistor affects the power dissipation. Therefore, the change in the threshold voltage as a function of theferroelectric thickness is analyzed. The presented threshold voltage model is in a good agreement with the results of TCAD. As a results of our analysis using this analytical threshold voltage model, the change in the threshold voltage with respect to the change in the ferroelectric thickness showed that the threshold voltage increased with the increase of the absolute value of charges in the employed ferroelectric. This suggests that it is possible to obtain an optimum ferroelectric thickness at which the threshold voltage shift becomes 0 V by the voltage across the ferroelectric even when the channel length is reduced. It was also found that the ferroelectric thickness increased as the silicon thickness increased when the channel length was less than 30 nm, but the ferroelectric thickness decreased as the silicon thickness increased when the channel length was 30 nm or more in order to satisfy ΔV_th=0.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권4호
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• pp.1-6
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• 2012

본 논문에서는 고주파에서 동작하는 터널링 전계효과 트랜지스터 (TFET)의 소신호 파라미터 추출과 이에 대한 분석을 다루고 있다. 시뮬레이션으로 구현된 TFET의 채널 길이는 50 nm에서 100 nm 사이에서 변화되었다. Conventional planar MOSFET 기반의 quasi-static 모델을 이용하여 TFET의 파라미터 추출이 이루어졌으며 다른 채널 길이를 갖는 TFET에 대한 소신호 파라미터의 값을 게이트 바이어스 변화에 따라서 추출하였다. 추출 결과로부터 effective gate resistance와 transconductance, source-drain conductance, gate capacitance 등 주요 파라미터의 채널 길이 변화에 따른 경향성이 conventional MOSFET과 상당히 다른 것을 확인하였다. 그리고 $f_T$는 MOSFET과 달리 게이트 길이 역수의 값에 정확히 반비례하는 특성을 보였으며 TFET의 고주파 특성 향상을 transconductance의 개선이 아닌 gate capacitance의 감소에 의하여 가능함을 알 수 있었다.