• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.748-751
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• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널 도핑농도 변화에 따른 문턱전압이동현상에 대하여 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 일반적으로 저농도로 채널을 도핑하여 완전결핍상태로 동작하도록 제작한다. 불순물산란의 감소에 의한 고속동작이 가능하므로 고주파소자에 응용할 수 있다는 장점이 있다. 미세소자에서 필연적으로 발생하고 있는 단채널효과 중 문턱전압이동현상이 비대칭 DGMOSFET의 채널도핑농도의 변화에 따라 관찰하고자 한다. 문턱전압을 구하기 위하여 해석학적 전위분포를 포아송방정식으로부터 급수형태로 유도하였다. 채널길이와 두께, 산화막두께 및 도핑분포함수의 변화 등을 파라미터로 하여 도핑농도에 따라 문턱전압의 이동현상을 관찰하였다. 결과적으로 도핑농도가 증가하면 문턱전압이 증가하였으며 채널길이가 감소하면 문턱전압이 크게 감소하였다. 또한 채널두께와 하단게이트 전압이 감소하면 문턱전압이 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 산화막두께가 감소하면 문턱전압이 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.759-762
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• 2014

비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET는 단채널 효과를 감소시킬 수 있는 새로운 구조의 트랜지스터이다. 본 연구에서는 비대칭 DGMOSFET의 전도중심에 따른 차단전류를 분석하고자 한다. 전도중심은 채널 내 캐리어의 이동이 발생하는 상단게이트에서의 평균거리로써 상하단 게이트 산화막 두께를 달리 제작할 수 있는 비대칭 DGMOSFET에서 산화막 두께에 따라 변화하는 요소이며 상단 게이트 전압에 따른 차단전류에 영향을 미치고 있다. 전도중심을 구하고 이를 이용하여 상단 게이트 전압에 따른 차단전류를 계산함으로써 전도중심이 차단전류에 미치는 영향을 산화막 두께 및 채널길이 등을 파라미터로 분석할 것이다. 차단전류를 구하기 위하여 포아송방정식으로부터 급수 형태의 해석학적 전위분포를 유도하였다. 결과적으로 전도중심의 위치에 따라 차단전류는 크게 변화하였으며 이에 따라 문턱전압 및 문턱전압이하 스윙이 변화하는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.1069-1074
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• 2017

항복전압의 감소는 채널길이 감소에 의하여 발생하는 심각한 단채널 효과이다. 본 논문에서는 10 nm 이하 채널길이를 갖는 이중게이트 MOSFET에서 채널크기의 변화를 파라미터로 하여 채널도핑에 따른 항복전압의 변화를 고찰하였다. 이를 위하여 해석학적 전위분포에 의한 열방사 전류와 터널링 전류를 구하고 두 성분의 합으로 구성된 드레인 전류가 $10{\mu}A$가 될 때, 드레인 전압을 항복전압으로 정의하였다. 결과적으로 채널 도핑농도가 증가할수록 항복전압은 크게 증가하였다. 채널길이가 감소하면서 항복전압이 크게 감소하였으며 이를 해결하기 위하여 실리콘 두께 및 산화막 두께를 매우 작게 유지하여야만 한다는 것을 알 수 있었다. 특히 터널링 전류의 구성비가 증가할수록 항복전압이 증가하는 것을 관찰하였다.

• 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.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제14권6호
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• pp.291-294
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• 2013

When subjected to a change in dimensions, the device performance decreases. Multi-gate SOI devices, viz. the Double Gate MOSFET (DG-MOSFET), are expected to make inroads into integrated circuit applications previously dominated exclusively by planar MOSFETs. The primary focus of attention is how channel engineering (i.e. Graded Channel (GC)) and gate engineering (i.e. Dual Insulator (DI)) as gate oxide) creates an effect on the device performance, specifically, leakage current ($I_{off}$), on current ($I_{on}$), and DIBL. This study examines the performance of the devices, by virtue of a simulation analysis, in conjunction with N-channel DG-MOSFETs. The important parameters for improvement in circuit speed and power consumption are discussed. From the analysis, DG-DI MOSFET is the most suitable candidate for high speed switching application, simultaneously providing better performance as an amplifier.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권10호
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• pp.24-31
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• 2003

Super-steep retrograded channel (SSR)을 갖는 bulk MOSFET, fully-depleted SOI, double-gate MOSFET 구조에 대하여 단채널 효과를 비교 분석하였다. Evanescent-mode를 이용하여, 각 소자 구조에 대한 characteristics scaling-length (λ)를 추출할 수 있는 수식을 유도하고 추출된 λ의 정확도를 소자 시뮬레이션 결과와 비교하여 검증하였다. 70 nm CMOS 기술에 사용 가능하도록 단채널 효과를 효과적으로 제어하기 위해서는 최소 게이트 길이가 5λ 이상이어야 하며 SSR 소자의 공핍층 두께는 약 30 nm 정도로 스케일링되어야 한다. High-κ 절연막은 equivalent SiO2 두께를 매우 작게 유지하지 않을 경우 절연막을 통한 드레인 전계의 침투 때문에 소자를 스케일링하는데 제한을 갖는다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.1409-1413
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• 2013

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 채널도핑농도의 변화에 따른 문턱전압이하 전류의 변화를 분석하였다. 이를 위하여 이중게이트 MOSFET의 채널 내 전위분포를 구하기 위하여 포아송방정식을 이용하였으며 이때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용하였다. 전위분포는 경계조건을 이용하여 채널크기에 따른 해석학적인 함수로 구하였다. 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 채널도핑농도 등에 대하여 문턱전압 이하 전류 특성의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 전위모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 문턱전압이하 전류 특성을 분석하였다. 분석결과, 문턱전압이하 전류는 채널도핑농도 및 가우시안 분포함수의 변수 등에 크게 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.2643-2648
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널 내 도핑농도분포에 대한 드레인유도장벽감소(Drain Induced Barrier Lowering; DIBL)에 대하여 분석하고자한다. DIBL은 드레인 전압에 의하여 소스 측 전위장벽이 낮아지는 효과로서 중요한 단채널 효과이다. 이를 분석하기 위하여 포아송방정식을 이용하여 해석학적 전위분포를 구하였으며 전위분포에 영향을 미치는 채널도핑농도의 분포함수변화에 대하여 DIBL을 관찰하였다. 채널길이, 채널두께, 상하단 게이트 산화막 두께, 하단 게이트 전압 등을 파라미터로 하여 DIBL을 관찰하였다. 결과적으로 DIBL은 채널도핑 농도분포함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차에 변화를 나타냈다. 특히 두 변수에 대한 DIBL의 변화는 최대채널도핑농도가 $10^{18}/cm^3$ 정도로 고도핑 되었을 경우 더욱 현저히 나타나고 있었다. 채널길이가 감소할수록 그리고 채널두께가 증가할수록 DIBL은 증가하였으며 하단 게이트 전압과 상하단게이트 산화막 두께가 증가할수록 DIBL은 증가하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권7호
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• pp.1-6
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• 2002

본 연구에서는 나노 스케일 SOI 소자의 최적 설계를 위하여 multi-gate 구조인 Double 게이트, Triple 게이트, Quadruple 게이트 및 새로이 제안한 Pi 게이트 SOI 소자의 단채널 현상을 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 불순물 농도, 채널 폭, 실리콘 박막의 두께와 Pi 게이트를 위한 vertical gate extension 깊이 등을 변수로 하여 최적의 나노 스케일 SOI 소자는 Double gate나 소자에 비해 단채널 특성 및 subthreshold 특성이 우수하므로 채널 불순물 농도, 채널 폭 및 실리콘 박막 두께 결정에 있어서 선택의 폭이 넓음을 알 수 있었다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.36-43
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• 2013

본 논문에서는 고전압에서 동작하는 DDIC(display driver IC) 칩의 정전기 보호소자로 사용되는 GG_EDNMOS 소자의 고전류 특성 및 더블 스냅백 메커니즘이 분석되었다. 이온주입 조건을 달리하는 매트릭스 조합에 의한 수차례의 2차원 시뮬레이션 및 TLP 특성 데이타를 비교한 결과, BJT 트리거링 후에 더블 스냅백 현상이 나타났으나 웰(well) 및 드리프트(drift) 이온주입 조건을 적절히 조절함으로써 안정적인 ESD 보호성능을 얻을 수 있었다. 즉, 최적의 백그라운드 캐리어 밀도를 얻는 것이 고전압 동작용 정전기보호소자의 고전류 특성에 매우 중요한 영향을 주는 임계인자(critical factor)임을 알 수 있었다.