• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권6호
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• pp.647-654
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• 2013

The design and analysis of analog circuit application on CMOS technology are a challenge in deep sub-micrometer process. This paper is a study on the performance value of Double Gate (DG) Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) with Gate Stack and the channel engineering Single Halo (SH), Double Halo (DH). Four different structures have been analysed keeping channel length constant. The short channel parameters and different sub-threshold analog figures of merit (FOMs) are analysed. This work extensively provides the device structures which may be applicable for high speed switching and low power consumption application.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.2305-2309
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• 2010

본 연구에서는 상단게이트와 하단게이트를 갖는 더블게이트 MOSFET에서 채널길이와 채널두께의 비에 따른 문턱전압의 변화에 대하여 분석하였다. 더블게이트 MOSFET는 두개의 게이트를 가지고 있기 때문에 전류제어 능력이 기존 MOSFET의 두배에 가깝고 나노소자에서 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. MOSFET에서 채널길이와 채널두께는 소자의 크기를 결정하며 단채널효과에 커다란 영향을 미치고 있다. 채널길이가 짧아지면 서 채널두께와의 비에 따라 단채널효과 중 문턱전압의 변화가 크게 영향을 받고 있다. 그러므로 이 연구에서는 DGMOSFET에서 채널길이와 채널두께의 비를 변화시키면서 문턱전압의 변화와 드레인 유기장벽감소현상을 분석할 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.765-767
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• 2010

본 연구에서는 상단게이트와 하단게이트를 갖는 더블게이트 MOSFET에서 채널길이와 채널두께의 비에 따른 문턱전압의 변화에 대하여 분석하였다. 더블게이트 MOSFET는 두개의 게이트를 가지고 있기 때문에 전류제어 능력이 기존 MOSFET의 두배에 가깝고 나노소자에서 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. MOSFET에서 채널길이와 채널두께는 소자의 크기를 결정하며 단채널효과에 커다란 영향을 미치고 있다. 채널길이가 짧아지면서 채널두께와의 비에 따라 단채널효과 중 문턱전압의 변화가 크게 영향을 받고 있다. 그러므로 이 연구에서는 DGMOSFET에서 채널길이와 채널두께의 비를 변화시키면서 문턱전압의 변화를 분석할 것이다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제8권2호
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• pp.170-177
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• 2008

In the present work a methodology to minimize short channel effects (SCEs) by modulating the effective channel length is proposed to design 25 nm single and double gate-source/drain underlap MOSFETs. The analysis is based on the evaluation of the ratio of effective channel length to natural/ characteristic length. Our results show that for this ratio to be greater than 2, steeper source/drain doping gradients along with wider source/drain roll-off widths will be required for both devices. In order to enhance short channel immunity, the ratio of source/drain roll-off width to lateral straggle should be greater than 2 for a wide range of source/drain doping gradients.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.1764-1770
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• 2011

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 채널내 도핑분포에 따른 문턱전압이하 스윙을 분석하였다. DGMOSFET는 차세대 나노소자로서 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점 때문에 많은 연구가 진행 중에 있다. 문턱전압이하 스윙특성의 저하는 중요한 단채널 효과로서 디지털소자응용에서 매우 심각한 영향을 미치고 있다. 이러한 문턱 전압이하 스윙특성의 저하를 이중게이트(Double Gate; DG) MOSFET의 구조적 파라미터 및 채널 내 도핑분포함수의 변화에 따라 분석하고자 한다. 이를 위하여 가우시안 분포함수를 이용하여 포아송방정식의 해석학적 모델을 유도하였다. 본 논문에서 사용한 해석학적 포아송방정식의 전위분포모델 및 문턱전압이하 스윙모델의 타당성을 입증하기 위하여 수치해석학적 결과값과 비교하였으며 이 모델을 이용하여 이중게이트 MOSFET의 문턱전압이하 스윙을 분석하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제8권1호
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• pp.92-97
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• 2008

In this Paper, we present a scaling theory for dual material surrounding gate (DMSGTs) MOSFETs, which gives a guidance for the device design and maintaining a precise subthreshold factor for given device parameters. By studying the subthreshold conducting phenomenon of DMSGTs, the effective conductive path effect (ECPE) is employed to acquire the natural length to guide the design. With ECPE, the minimum channel potential is used to monitor the subthreshold behavior. The effect of ECPE on scaling factor significantly improves the subthreshold swing compared to conventional scaling rule. This proposed model offers the basic designing guidance for dual material surrounding gate MOSFETs.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권6호
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• pp.1-7
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• 2004

본 논문에서는 2차원 양자 역학적 모델링 및 시뮬레이션(quantum mechanical modeling and simulation)으로써, 자기정렬 이중게이츠 구조(self-aligned double-gate structure)인 FinFET에 관하여 결합된 푸아송-슈뢰딩거 방정식(coupled Poisson and Schrodinger equations)를 셀프-컨시스턴트(self-consistent)한 방법으로 해석하는 수치적 모델을 제안한다. 시뮬레이션은 게이트 길이(Lg)를 10에서 80nm까지, 실리콘 핀 두께($T_{fin}$)를 10에서 40nm까지 변화시켜가며 시행되었다. 시뮬레이션의 검증을 위한 전류-전압 특성을 실험 결과값과 비교하였으며, 문턱 전압 이하 기울기(subthreshold swing), 문턱 전압 롤-오프(thresholdvoltage roll-off), 그리고 드레인 유기 장벽 감소(drain induced barrier lowering, DIBL)과 같은 파라미터를 추출함으로써 단채널 효과를 줄이기 위한 소자 최적화를 시행하였다. 또한, 고전적 방법과 양자 역학적 방법의 시뮬레이션 결과를 비교함으로써,양자 역학적 해석의 필요성을 확인하였다. 본 연구를 통해서, FinFET과 같은 구조가 단채널 효과를 줄이는데 이상적이며, 나노-스케일 소자 구조를 해석함에 있어 양자 역학적 시뮬레이션이 필수적임을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.1537-1542
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• 2011

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 채널도핑이 비산형분포를 가질 때 게이트 산화막의 두께를 변화시키면서 문턱전압이하특성을 분석하였다. 이중게이트 MOSFET는 차세대 나노소자로서 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점 때문에 많은 연구가 진행 중에 있다. 이에 이중게이트 MOSFET에서 단채널효과로서 잘 알여진 문턱전압 이하 스윙의 저하에 대하여 비선형도핑분포를 이용한 포아송방정식의 분석학적 모델로 분석하고자 한다. 또한 나노소자인 이중게이트 MOSFET의 구조적 파라미터 중 가장 중요한 게이트 산화막의 두께에 대하여 문턱전압이하 특성을 분석하였다. 본 논문에서 사용한 분석학적 포아송방정식의 포텐셜모델 및 전송모델의 타당성을 입증하기 위하여 수치해석학적 결과값과 비교하였으며 이 모델을 이용하여 이중게이트 MOSFET의 문턱전압이하 스윙을 분석하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권5호
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• pp.508-517
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• 2014

We design and analyze the n-channel junctionless fin-shaped field-effect transistor (JL FinFET) with 10-nm gate length and compare its performances with those of the conventional bulk-type fin-shaped FET (conventional bulk FinFET). A three-dimensional (3-D) device simulations were performed to optimize the device design parameters including the width ($W_{fin}$) and height ($H_{fin}$) of the fin as well as the channel doping concentration ($N_{ch}$). Based on the design optimization, the two devices were compared in terms of direct-current (DC) and radio-frequency (RF) characteristics. The results reveal that the JL FinFET has better subthreshold swing, and more effectively suppresses short-channel effects (SCEs) than the conventional bulk FinFET.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제14권3호
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• pp.139-142
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• 2013

Silicon nanowire (SiNW) silicon-oxide-nitride-oxide-silicon (SONOS) flash memory devices were fabricated and their electrical characteristics were analyzed. Compared to planar SONOS devices, these SiNW SONOS devices have good program/erase (P/E) characteristics and a large threshold voltage ($V_T$) shift of 2.5 V in 1ms using a gate pulse of +14 V. The devices also show excellent immunity to short channel effects (SCEs) due to enhanced gate controllability, which becomes more apparent as the nanowire width decreases. This is attributed to the fully depleted mode operation as the nanowire becomes narrower. 3D TCAD simulations of both devices show that the electric field of the junction area is significantly reduced in the SiNW structure.