• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.185-185
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• 2013

반도체 트랜지스터의 집적화 기술이 발달하고 소자가 나노미터 크기로 집적화 됨에 따라 문턱 전압의 변동, 높은 누설 전류, 문턱전압 이하에서의 기울기의 열화와 같은 단 채널 효과가 문제되고 있다. 이러한 문제점들은 비 휘발성 플래시 메모리에서 메모리 윈도우의 감소에 따른 retention 특성을 저하시킨다. 이중 게이트 구조의 metal-oxide-semiconductor field-effect-transistors (MOSFETs)은 이러한 단 채널 효과 중에서도 특히 문턱 전압의 변동을 억제하기 위해 제안되었다. 이중 게이트 MOSFETs는 상부 게이트와 하부 게이트 사이의 capacitive coupling을 이용하여 문턱전압의 변동의 제어가 용이하다는 장점을 가진다.기존의 플래시 메모리는 쓰기 및 지우기 (P/E) 동작, 그리고 읽기 동작이 채널 상부의 컨트롤 게이트에 의하여 이루어지며, 메모리 윈도우 및 신뢰성은 플로팅 게이트의 전하량의 변화에 크게 의존한다. 이에 따라 메모리 윈도우의 크기가 결정되고, 높은 P/E 전압이 요구되며, 터널링 산화막에 인가되는 높은 전계에 의하여 retention에서의 메모리 윈도우의 감소와 산화막의 물리적 손상을 초래하기 때문에 신뢰성 및 수명을 열화시키는 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는, 상부 게이트 산화막과 하부 게이트 산화막 사이의 capacitive coupling 효과에 의하여 하부 게이트로 읽기 동작을 수행하면 메모리 윈도우를 크게 증폭시킬 수 있고, 이에 따라 동작 전압을 감소시킬 수 있는 이중 게이트 구조의 플래시 메모리를 제작하였다. 그 결과, capacitive coupling 효과에 의하여 크게 증폭된 메모리 윈도우를 얻을 수 있음을 확인하였고, 저전압 구동 및 신뢰성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.18 no.3
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• pp.651-656
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• 2014

This paper analyzed the change of subthreshold swing for channel doping of asymmetric double gate(DG) MOSFET. The subthreshold swing is the factor to describe the decreasing rate of off current in the subthreshold region, and plays a very important role in application of digital circuits. Poisson's equation was used to analyze the subthreshold swing for asymmetric DGMOSFET. Asymmetric DGMOSFET could be fabricated with the different top and bottom gate oxide thickness and bias voltage unlike symmetric DGMOSFET. It is investigated in this paper how the doping in channel, gate oxide thickness and gate bias voltages for asymmetric DGMOSFET influenced on subthreshold swing. Gaussian function had been used as doping distribution in solving the Poisson's equation, and the change of subthreshold swing was observed for projected range and standard projected deviation used as parameters of Gaussian distribution. Resultly, the subthreshold swing was greatly changed for doping concentration and profiles, and gate oxide thickness and bias voltage had a big impact on subthreshold swing.

• 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.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.12 no.3
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• pp.541-546
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• 2008

In this paper, conduction phenomena have been considered for nano structure double gate MOSFET, using the analytical model. The Possion equation is used to analytical model. The conduction mechanisms to have an influence on current conduction are thermionic emission and tunneling current, and subthreshold swings of this paper are compared with those of two dimensional simulation to verify this model. The deviation of current path and the influence of current path on subthreshold swing have been considered according to the dimensional parameters of double gate MOSFET, i.e. gate length, gate oxide thickness, channel thickness. The optimum channel doping concentration is determined as the deviation of conduction path is considered according doping concentration.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.10a
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• pp.65-66
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• 2006

AIGaN/GaN 고전자 이동도 트랜지스터 (High Electron Mobility Transistors, HEMTs)는 와이드 밴드-갭과 높은 항복 전계 및 우수한 채널 특성으로 인해 마이크로파 응용분야와 전력용 반도체에서 각광받고 있다. 최근, 전력 응용분야에서 요구되는 높은 항복 전압과 출력, 우수한 주파수 특성을 획득하기 인해 이중 게이트 AIGaN/GaN HEHTs에 관한 연구가 발표되고 있다. 본 논문에서는 AIGaN/GaN HEMTs에 이중 게이트를 적용하여, 두 개의 게이트와 드레인, 소스의 누설 전류를 각각 측정하여 이중 게이트 AIGaN/GaN HEMTS의 누설 전류 메커니즘을 분석하였다. 또한 제안된 소자의 $SiO_2$ 패시베이션 전 후의 누설 전류 특성을 비교하였다. $SiO_2 $ 패시베이션되지 않은 소자의 누설 전류는 드레인, 소스와 추가 게이트로부터 주 게이트로 흐른 반면, 패시베이션 된 소자 누설 전류는 드레인으로부터 주 게이트 방향의 누설 전류만 존재하였다. $SiO_2$ 패시베이션 된 소자의 누설 전류는 (87.31 nA ) 패시베이션 되지 않은 소자의 누설 전류 ( $8.54{\mu}A$ )에 비해 의게 감소하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2015.05a
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• pp.821-823
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 상하단 게이트 산화막 두께에 대한 드레인 유도 장벽 감소 현상에 대하여 분석하고자한다. 드레인 유도 장벽 감소 현상은 단채널 MOSFET에서 드레인전압에 의하여 소스측 전위장벽이 낮아지는 효과를 정량화하여 표현한다. 소스 측 전위장벽이 낮아지면 결국 문턱전압에 영향을 미치므로 드레인전압에 따른 문턱전압의 변화를 관찰할 것이다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 상단과 하단의 게이트 산화막 두께를 다르게 제작할 수 있는 특징이 있다. 그러므로 본 연구에서는 상단과 하단의 게이트 산화막 두께변화에 따른 드레인 유도 장벽 감소 현상을 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 이용하여 분석하였다. 결과적으로 드레인 유도 장벽 감소 현상은 상하단 게이트 산화막 두께에 따라 큰 변화를 나타냈다. 또한 도핑농도에 따라 드레인유도장벽감소 현상이 큰 영향을 받고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 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.

• 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.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.