• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2015.05a
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• pp.839-841
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널길이와 채널두께의 비에 따른 드레인 유도 장벽 감소 현상의 변화에 대하여 분석하고자한다. 드레인 전압이 소스 측 전위장벽에 영향을 미칠 정도로 단채널을 갖는 MOSFET에서 발생하는 중요한 이차효과인 드레인 유도 장벽 감소는 문턱전압의 이동 등 트랜지스터 특성에 심각한 영향을 미친다. 드레인 유도 장벽 감소현상을 분석하기 위하여 포아송방정식으로부터 급수형태의 전위분포를 유도하였으며 차단전류가 $10^{-7}A/m$일 경우 비대칭 이중게이트 MOSFET의 상단게이트 전압을 문턱전압으로 정의하였다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 단채널효과를 감소시키면서 채널길이 및 채널두께를 초소형화할 수 있는 장점이 있으므로 본 연구에서는 채널길이와 두께 비에 따라 드레인 유도 장벽 감소를 관찰하였다. 결과적으로 드레인 유도 장벽 감소 현상은 단채널에서 크게 나타났으며 하단게이트 전압, 상하단 게이트 산화막 두께 그리고 채널도핑 농도 등에 따라 큰 영향을 받고 있다는 것을 알 수 있었다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.19 no.6
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• pp.1399-1404
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• 2015

This paper analyzed the phenomenon of drain induced barrier lowering(DIBL) for the ratio of channel length vs. thickness of asymmetric double gate(DG) MOSFET. DIBL, the important secondary effect, is occurred for short channel MOSFET in which drain voltage influences on potential barrier height of source, and significantly affects on transistor characteristics such as threshold voltage movement. The series potential distribution is derived from Poisson's equation to analyze DIBL, and threshold voltage is defined by top gate voltage of asymmetric DGMOSFET in case the off current is 10^-7 A/m. Since asymmetric DGMOSFET has the advantage that channel length and channel thickness can significantly minimize, and short channel effects reduce, DIBL is investigated for the ratio of channel length vs. thickness in this study. As a results, DIBL is greatly influenced by the ratio of channel length vs. thickness. We also know DIBL is greatly changed for bottom gate voltage, top/bottom gate oxide thickness and channel doping concentration.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.19 no.1
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• pp.163-168
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• 2015

This paper analyzed the deviation of tunneling current for bottom gate voltage of sub-10 nm asymmetric double gate MOSFET. The asymmetric double gate MOSFET among multi gate MOSFET developed to reduce the short channel effects has the advantage to increase the facts to be able to control the channel current, compared with symmetric double gate MOSFET. The increase of off current is, however, inescapable if aymmetric double gate MOSFET has the channel length of sub-10 nm. The influence of tunneling current was investigated in this study as the portion of tunneling current for off current was calculated. The tunneling current was obtained by the WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin) approximation and analytical potential distribution derived from Poisson equation. As a results, the tunneling current was greatly influenced by bottom gate voltage in sub-10 nm asymmetric double gate MOSFET. Especially it showed the great deviation for channel length, top and bottom gate oxide thickness, and channel thickness.

• 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.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.20 no.7
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• pp.1311-1316
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• 2016

This paper analyzes the influence of tunneling current on threshold voltage shift by channel length of short channel asymmetric double gate(DG) MOSFET. Tunneling current significantly increases by decrease of channel length in the region of 10 nm below, and the secondary effects such as threshold voltage shift occurs. Threshold voltage shift due to tunneling current is not negligible even in case of asymmetric DGMOSFET to develop for reduction of short channel effects. Off current consists of thermionic and tunneling current, and the ratio of tunneling current is increasing with reduction of channel length. The WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin) approximation is used to obtain tunneling current, and potential distribution in channel is hermeneutically derived. As a result, threshold voltage shift due to tunneling current is greatly occurred for decreasing of channel length in short channel asymmetric DGMOSFET. Threshold voltage is changing according to bottom gate voltages, but threshold voltage shifts is nearly constant.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.19 no.7
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• pp.1617-1622
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• 2015

This paper analyzes the ratio of tunneling current for channel doping concentration of sub-10 nm asymmetric double gate(DG) MOSFET. The ratio of tunneling current for off current in subthreshold region increases in the region of channel length of 10 nm below. Even though asymmetric DGMOSFET is developed to reduce short channel effects, the increase of tunneling current in sub-10 nm is inevitable. As the ratio of tunneling current in off current according to channel doping concentration is calculated in this study, the influence of tunneling current to occur in short channel is investigated. To obtain off current to consist of thermionic emission and tunneling current, the analytical potential distribution is obtained using Poisson equation and tunneling current using WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin). As a result, tunneling current is greatly changed for channel doping concentration in sub-10 nm asymmetric DGMOSFET, specially with parameters of channel length, channel thickness, and top/bottom gate oxide thickness and voltage.

• 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.19 no.3
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• pp.581-586
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• 2015

This paper has analyzed the variation of subthreshold swing for the ratio of channel length and thickness for asymmetric double gate MOSFET. The asymmetric double gate MOSFET has the advantage that the factors to control the short channel effects increase since top and bottom gate structure can be fabricated differently. The degradation of transport property due to rapid increase of subthreshold swing can be specially reduced in the case of reduction of channel length. However, channel thickness has to be reduced for decrease of channel length from scaling theory. The ratio of channel length vs. thickness becomes the most important factor to determine subthreshold swing. To analyze hermeneutically subthreshold swing, the analytical potential distribution is derived from Poisson's equation, and conduction path and subthreshold swing are calculated for various channel length and thickness. As a result, we know conduction path and subthreshold swing are changed for the ratio of channel length vs. thickness.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.18 no.9
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• pp.2183-2188
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• 2014

This paper has analyzed threshold voltage movement for channel doping concentration of asymmetric double gate(DG) MOSFET. The asymmetric DGMOSFET is generally fabricated with low doping channel and fully depleted under operation. Since impurity scattering is lessened, asymmetric DGMOSFET has the adventage that high speed operation is possible. The threshold voltage movement, one of short channel effects necessarily occurred in fine devices, is investigated for the change of channel doping concentration in asymmetric DGMOSFET. The analytical potential distribution of series form is derived from Possion's equation to obtain threshold voltage. The movement of threshold voltage is investigated for channel doping concentration with parameters of channel length, channel thickness, oxide thickness, and doping profiles. As a result, threshold voltage increases with increase of doping concentration, and that decreases with decrease of channel length. Threshold voltage increases with decrease of channel thickness and bottom gate voltage. Lastly threshold voltage increases with decrease of oxide thickness.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.9 no.3
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• pp.345-352
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• 1985

본 연구에서는 내류(internal flow)에서 유로가 비대칭으로 급확대될 경우의 박리현상과 유동현상을 고찰하였다. 비대칭 급확대 채널에서의 층류영역에서 난류영 역까지의 유동현상을 B.F. Armaly, C.E. Thomas는 실험적 해석과 유한요소법을 사용하 여 이론적 해석을 하였고 Donald. M. Kuehn, Denham & Patrick, Kwon, Patrick J. Ro- ache, Anand Kumar등은 같은 모델에 대해서 실험적 해석과 유한차분법을 사용하여 이 론적 해석을 하였으며 지금까지의 유한해석법에 의한 연구는 입구와 출구조건이 같은 경우 및 밀폐 공간 혹은 한면의 속도가 주어지는 밀폐공간등에 대해 수행되어 왔으나 본 연구에서는 입구와 출구조건이 같지 않은 2차원, 비대칭 급확대 채널에서의 유동현 상을 유한해석법으로 해석하여 실험치와 비교하였다.