• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2014.10a
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• pp.765-768
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• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 상하단 게이트 산화막 두께 비에 대한 문턱전압 및 전도중심의 변화에 대하여 분석하고자한다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 상하단 게이트 산화막의 두께를 다르게 제작할 수 있어 문턱전압이하 영역에서 전류를 제어할 수 있는 요소가 증가하는 장점이 있다. 상하단 게이트 산화막 두께 비에 대한 문턱전압 및 전도중심을 분석하기 위하여 포아송방정식을 이용하여 해석학적 전위분포를 구하였다. 이때 전하분포는 가우스분포함수를 이용하였다. 하단게이트 전압, 채널길이, 채널두께, 이온주입범위 및 분포편차를 파라미터로 하여 문턱전압 및 전도중심의 변화를 관찰한 결과, 문턱전압은 상하단 게이트 산화막 두께 비에 따라 큰 변화를 나타냈다. 특히 채널길이 및 채널두께의 절대값보다 비에 따라 문턱전압이 변하였으며 전도중심이 상단 게이트로 이동할 때 문턱전압은 증가하였다. 또한 분포편차보단 이온주입범위에 따라 문턱전압 및 전도중심이 크게 변화하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2015.05a
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• pp.829-831
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널길이와 채널두께의 비에 따른 문턱전압 및 전도중심의 변화를 분석하고자한다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 상하단 게이트 전압에 의하여 전류흐름을 제어할 수 있어 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나 채널길이가 감소하면 필연적으로 발생하는 문턱전압의 급격한 변화는 소자 특성에 커다란 영향을 미치고 있다. 특히 상하단의 게이트 전압, 상하단의 게이트 산화막 두께 그리고 도핑분포변화에 따라 발생하는 전도중심의 변화는 문턱전압을 결정하는 중요 요소가 된다. 해석학적으로 문턱전압 및 전도중심을 분석하기 위하여 해석학적 전위분포를 포아송방정식을 통하여 유도하였다. 다양한 채널길이 및 채널두께에 대하여 전도중심과 문턱전압을 계산한 결과, 채널길이와 채널두께의 비 등 구조적 파라미터뿐만이 아니라 도핑분포 및 게이트 전압 등에 따라 전도중심과 문턱전압은 크게 변화한다는 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2015.10a
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• pp.849-851
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 상하단 게이트 산화막 두께 비에 대한 문턱전압이하 스윙 및 전도중심의 변화에 대하여 분석하고자한다. 문턱전압이하 스윙은 전도중심에 따라 변화하며 전도중심은 상하단의 산화막 두께에 따라 변화한다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 상단과 하단의 게이트 산화막 두께를 다르게 제작할 수 있어 문턱전압이하 스윙의 저하 등 단채널효과를 감소시키기에 유용한 소자로 알려져 있다. 본 연구에서는 포아송방정식의 해석학적 해를 이용하여 문턱전압이하 스윙을 유도하였으며 상하단의 산화막두께 비가 전도중심 및 문턱전압이하 스윙에 미치는 영향을 분석하였다. 결과적으로 문턱전압이하 스윙 및 전도중심은 상하단 게이트 산화막 두께 비에 따라 큰 변화를 나타냈다. 또한 채널길이 및 채널두께, 상하단게이트 전압 그리고 도핑분포함수의 변화에 따라 문턱전압이하 스윙 및 전도중심은 상호 유기적으로 변화하고 있다는 것을 알 수 있었다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.18 no.1
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• pp.135-141
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• 2014

In this paper, the device design guideline to reduce the threshold voltage variation with fin width in junctionless MuGFET has been suggested. It has been observed that the threshold voltage variation was increased with increase of fin width in junctionless MuGFETs. To reduce the threshold voltage variation with fin width in junctionless MuGFETs, 3-dimensional device simulation with different gate dielectric materials, silicon film thickness, and an optimized fin number has been performed. The simulation results showed that the threshold voltage variation can be reduced by the gate dielectric materials with a high dielectric constant such as $La_2O_3$ and the silicon film with ultra-thin thickness even though the fin width is increased. Particularly, the reduction of the threshold voltage variation and the subthreshold slope by reducing the fin width and increasing the fin numbers is known the optimized device design guideline in junctionless MuGFETs.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2014.10a
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• pp.745-748
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• 2014

본 연구에서는 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.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.18 no.12
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• pp.2939-2945
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• 2014

This paper has analyzed the change of threshold voltage for oxide structure of symmetric and asymmetric double gate(DG) MOSFET. The asymmetric DGMOSFET can be fabricated with different top and bottom gate oxide thickness, while the symmetric DGMOSFET has the same top and bottom gate oxide thickness. Therefore optimum threshold voltage is considered for top and bottom gate oxide thickness of asymmetric DGMOSFET, compared with the threshold voltage of symmetric DGMOSFET. To obtain the threshold voltage, the analytical potential distribution is derived from Possion's equation, and Gaussian distribution function is used as doping profile. We investigate for bottom gate voltage, channel length and thickness, and doping concentration how top and bottom gate oxide thickness influences on threshold voltage using this threshold voltage model. As a result, threshold voltage is greatly changed for oxide thickness, and we know the changing trend greatly differs with bottom gate voltage, channel length and thickness, and doping concentration.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.26 no.5
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• pp.46-51
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• 1989

The degradation phenomena induced by hot-carrier injection was studied from the shift of threshold voltage and subthreshold current curve in LDD NMOSFET degraded under different DC stress-biases. Threshold voltage shift ${Delta}V_{tex}$ defined in saturation region was separated into contri butions due to trapped oxide charge $V_{ot}$ and interface traps ${Delta}V_{it}$ generated from midgap to threshold voltage. Under th positive stress electric field (TEX>$V_g>V_d$) condition, the shift of threshold voltage was attributed to the electrons traped ar gate oxide but subthreshold swing was not negative stress electric field ($V_g) condition, holes seems to be injected positive charges so threshold voltage and subthreshold swing were increased.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.18 no.6
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• pp.1422-1428
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• 2014

This paper has analyzed threshold voltage roll-off for bottom gate voltages of asymmetric double gate(DG) MOSFET. Since the asymmetric DGMOSFET is four terminal device to be able to separately bias for top and bottom gates, the bottom gate voltage influences on threshold voltage. It is, therefore, investigated how the threshold voltage roll-off known as short channel effects is reduced with bottom gate voltage. In the pursuit of this purpose, off-current model is presented in the subthreshold region, and the threshold voltage roll-off is observed for channel length and thickness with a parameter of bottom gate voltage as threshold voltage is defined by top gate voltage that off-currnt is $10^{-7}A/{\mu}m$ per channel width. As a result to observe the threshold voltage roll-off for bottom gate voltage using this model, we know the bottom gate voltage greatly influences on threshold voltage roll-off voltages, especially in the region of short channel length and thickness.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.19 no.4
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• pp.903-908
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• 2015

This paper has analyzed threshold voltage shift for doping profile of asymmetric double gate(DG) MOSFET. Ion implantation is usually used in process of doping for semiconductor device and doping profile becomes Gaussian distribution. Gaussian distribution function is changed for projected range and standard projected deviation, and influenced on transport characteristics. Therefore, doping profile in channel of asymmetric DGMOSFET is affected in threshold voltage. Threshold voltage is minimum gate voltage to operate transistor, and defined as top gate voltage when drain current is $0.1{\mu}A$ per unit width. The analytical potential distribution of series form is derived from Poisson's equation to obtain threshold voltage. As a result, threshold voltage is greatly changed by doping profile in high doping range, and the shift of threshold voltage due to projected range and standard projected deviation significantly appears for bottom gate voltage in the region of high doping concentration.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.18 no.3
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• pp.657-662
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• 2014

This paper has analyzed the subthreshold swings for top and bottom gate voltages of asymmetric double gate(DG) MOSFET. The asymmetric DGMOSFET is four terminal device to be able to separately bias for top and bottom gates. The subthreshold swing, therefore, has to be analyze not only for top gate voltage, but also for bottom gate voltage. In the pursuit of this purpose, Poisson equation has been solved to obtain the analytical solution of potential distribution with Gaussian function, and the subthreshold swing model has been presented. As a result to observe the subthreshold swings for the change of top and bottom gate voltage using this subthreshold swing model, we know the subthreshold swings are greatly changed for gate voltages. Especially we know the conduction path has been changed for top and bottom gate voltage and this is expected to greatly influence on subthreshold swings.