• 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.

• 전기전자학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.118-125
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• 1999

게이트 아래의 기판과 쏘오스/드레인의 접합부분 사이의 길이로 정의되는 LDD MOSFET의 metallurgical 채널 길이를 커패시턴스 측정을 이용하여 결정할 수 있는 방법을 제안하였다. 전체의 게이트 면적이 동일한 평판 모양과 손가락 모양의 LDD MOSFET 게이트 테스트 패턴의 커패시턴스를 측정하였다. 각 테스트 패턴의 쏘오스/드레인과 기판의 전압을 접지시키고 게이트의 전압을 변화시키면서 커페시턴스를 측정하였다. 두 테스트 패턴의 측정치의 차이를 그려서 최대점이 나타나는 점의 값를 간단한 수식에 대입하여 metallurgical 채널 길이를 구하였다. 이차원적 소자 시뮬레이터를 사용하여 수치해석적 모의 실험을 함으로써 제안한 방법을 증명하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.292-294
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• 2016

이황화몰리브덴을 활용한 전계효과트랜지스터(Field Effect Transistor)는 채널 물질의 우수한 특성으로 차세대 저전력 고성능 스위치와 광전소자로 주목받고있다. Underlap 게이트 구조에서 게이트 길이(L_G), 절연체 두께(T), 절연체 상대유전율(${\varepsilon}_r$)에 따라 변화하는 소자특성을 분석하여 저전력 고성능 $MoS_2$ 전계효과트랜지스터를 위한 게이트 구조 최적화방법을 모색하였다. EDISON simulator 중 Tight-binding NEGF 기반 TMD FET 소자 성능 및 특성 해석용 S/W를 활용하여 게이트 구조에 따른 게이트 전압 - 드레인 전류 상관관계(transfer characteristic)를 얻고, Y-function method를 이용하여 채널 유효전하이동도(Effective Mobility), Sub-threshold Swing, on/off 전류비(on/off current ratio)를 추출하여 비교 분석하였다. 시뮬레이션으로 추출한 소자의 최대 채널 유효전하이동도는 $37cm^2V^{-1}s^{-1}$, on/off 전류비는 $10^4{\sim}10^5$, Sub-threshold Swing은 ~38mV/dec 수준을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.142-142
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• 2012

최근 반도체 산업의 발전과 동시에 소자의 집적화에 따른 단채널 효과가 문제되고 있다. 채널 영역에 대한 게이트 영역의 제어능력이 떨어지면서 누설전류의 증가, 문턱전압의 변화가 발생하며, 이를 개선하기 위해 이중게이트 혹은 다중게이트 구조의 트랜지스터가 제안되었다. 하지만 채널길이가 수십나노미터 영역으로 줄어듦에 따라 소스/드레인과 채널간의 접합형성이 어렵고, 고온에서 열처리 과정을 거칠 경우 채널의 유효길이를 제어하기 힘들어진다. 최근에 제안된 Junctionless 트랜지스터의 경우, 소스/드레인과 채널간의 접합이 없기 때문에 접합형성 시 발생하는 공정상의 문제뿐만 아니라 누설전류영역을 개선하며, 기존의 CMOS 공정과 호환되는 이점이 있다. 한편, 집적화되는 반도체 기술에 따라, 동작 시 발생하는 스트레스가 소자의 신뢰성에 중요한 요인으로 작용하게 되며, 현재 Junctionless 트랜지스터의 신뢰성 특성에 관한 연구가 부족한 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 Junctionless 트랜지스터의 NBTI 특성과 hot carrier effect에 의한 신뢰성 특성을 분석하였다. Junctionless 트랜지스터의 경우, 축적모드로 동작하기 때문에 스트레스에 의해 유기되는 캐리어의 에너지가 낮다. 그 결과, 반전모드로 동작하는 Junction type의 트랜지스터에 비해 스트레스에 의한 subthreshold swing 기울기의 열화와 문턱전압의 이동이 감소하였다. 또한 소스/드레인과 채널간의 접합이 없기 때문에 hot carrier effect에 의한 게이트 절연막 및 계면에서의 열화가 개선되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.709-711
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• 2011

본 연구에서는 Double-gate MOSFET의 DIBL(Drain Induced Barrier Lowering)의 특성을 분석하기 위하여 분석학적 전송모델을 사용하였으며 분석학적 모델을 유도하기 위하여 포아송방정식을 풀 때 급수함수를 이용하였다. 단채널 효과에서는 유효채널길이 감소와 문턱전압 감소 그리고 DIBL이 있다. DIBL은 드레인 전압 변화에 따른 문턱전압의 변화로 알 수 있다. 채널길이가 감소하면 DIBL은 감소하지만, 채널길이가 감소하면 단채널 효과가 증가한다. 본 논문에서는 채널길이에 따른 DIBL을 분석하였고, 또한 채널 두께 및 게이트 산화막의 두께에 대한 DIBL에 대하여 분석하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권9호
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• pp.55-59
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• 2013

Sub-$0.1{\mu}m$로 스케일이 감소함에 따라 기생 저항 효과가 크게 발생되는 dc Ids 측정 데이터 없이 측정 S-파라미터로부터 얻어진 RF Ids를 사용하여 벌크 MOSFET의 포화영역에서 게이트 전압 종속 유효 캐리어 속도를 추출하는 새로운 방법이 개발되었다. 이 방법은 바이어스 종속 기생 게이트-소스 캐패시턴스와 유효 채널 길이의 복잡한 추출 없이 포화영역의 유효 캐리어 속도를 추출할 수 있게 한다. 이러한 RF 기술을 사용하여 벌크 포화 속도를 초과하는 전자 속도 overshoot 현상이 $0.065{\mu}m$ 게이트 길이의 벌크 N-MOSFET에서 관찰되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권11호
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• pp.1-6
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• 2004

RFIC를 위한 Nanoscale MOSFET에서의 유효 게이트 저항을 직접 추출법으로 추출하여 다양한 게이트 길이에 대해 분석하였다. 추출된 유효 게이트 저항은 비교적 정확하면서 간소화된 모델을 통한 측정결과와 비교하여 10GHz 대역까지 잘 일치함을 확인하였다. 같은 공정기술로 제작된 소자들 중에서 reverse short channel 효과가 생기지 않는 긴 채널 MOSFET 소자의 경우에 일반적인 유효 게이트 저항에서와는 다른 인가전압 및 주파수 종속성을 가짐을 확인하였다. 특히, 문턱전압을 전후하여 주파수에 따라 상이한 결과를 나타내고 있으며, 게이트 인가전압이 문턱전압에 가까울 때 비이상적으로 큰 유효 게이트 저항값을 나타내었다. 이러한 특성은 직접추출법을 사용하는 RF MOSFET 모델링에 있어서 참고해야 할 중요한 특성이 될 것이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권12호
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• pp.1-9
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• 2000

미세구조 N-채널 MOSFET의 게이트-소스 전압에 의존하는 유효 채널 캐리어 이동도와 소스 및 드레인 기생저항의 정확한 분리 추출을 위해서 새로운 ERM-방법을 제안하였다. ERM-방법은 선형영역에서 동작하는 게이트 길이가 다른 두개의 소자($W_m/L_m=30{\mu}m/0.6{\mu}m, 30{\mu}m/1{mu}m$)에 적용되었고 유효 채널 캐리어 이동도를 모델링하고 추출하는 과정에서 게이트-소스 전압에 의존하는 소스 및 드레인 기생저항의 영향을 고려하였다. ERM-방법으로 추출된 특성변수들을 사용한 해석적 모델식과 소자의 측정데이터를 비교해본 결과 오차가 거의 없이 일치하는 것을 확인하였다. 따라서, ERM-방법을 사용하면 대칭구조 및 비대칭구조 소자의 유효 채널 캐리어 이동도, 소스 및 드레인 기생저항과 다른 특성변수들을 정확하고 효율적으로 추출할 수 있을 것으로 기대된다.

• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.126-126
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• 2011

삼차원 구조의 낸드 플래시 메모리 소자는 기존 이차원 구조의 메모리 소자를 비례 축소할 때 발생하는 단채널 효과와 간섭효과를 최소화 하면서 집적도를 높일 수 있는 장점 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나, 삼차원 구조의 낸드 플래시 메모리 소자는 공정 과정이 복잡하고 주변 회로 연결이 어려울 뿐만 아니라 금속 접촉에 필요한 면적이 넓은 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 Vertical-Stacked-Array-Transistor (VSAT) 구조를 갖는 플래시 메모리 소자가 제안되었으나, VSAT 구조 역시 드레인 전류량이 적고 program과 erase 동작 시게이트 양쪽의 전하 트랩층에 전자와 정공을 비효율적으로 포획해야 하는 문제점을 가진다. 본 연구에서는 기존의 VSAT 구조의 문제점을 개선하면서 집적도를 증가한 삼차원 구조의 고집적낸드 플래시 메모리 소자를 제안하였다. 본 연구에서 제안한 플래시 메모리 소자의 구조는 기존 VSAT 구조에서 수직 방향의 두 string 사이에 존재하는 polysilicon을 제거하고 두 string 사이에 절연막을 증착하였다. 삼차원 시뮬레이션 툴인 Sentaurus를 사용하여 이 소자의 동작특성을 시뮬레이션 하였다. 소스와 드레인 사이의 유효 채널 길이가 감소하였기 때문에 기존의 VSAT 구조를 갖는 메모리 소자에 비해 turn-on 상태의 드레인 전류가 증가하였다. 제안한 플래시 메모리 소자의 subthreshold swing (SS)가 기존의 VSAT 구조를 갖는 메모리 소자의 SS 에 비해 낮아, 소자의 스위칭 특성이 향상하였다. 프로그램 전후의 문턱전압의 변화량이 기존의 VSAT 구조를 갖는 메모리 소자에 비해 크기 때문에 멀티 레벨 동작이 가능하다는 것을 확인하였다.