• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제9권3호
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• pp.136-147
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• 2009

In this paper we analyze the influence of source/drain (S/D) extension region design for minimizing short channel effects (SCEs) in 25 nm gate length single and double gate Silicon-on-Insulator (SOI) and Germanium-on-Insulator (GOI) MOSFETs. A design methodology, by evaluatingm the ratio of the effective channel length to the natural length for the different devices (single or double gate FETs) and technology (SOI or GOI), is proposed to minimize short channel effects (SCEs). The optimization of non-overlapped gate-source/drain i.e. underlap channel architecture is extremely useful to limit the degradation in SCEs caused by the high permittivity channel materials like Germanium as compared to that exhibited in Silicon based devices. Subthreshold slope and Drain Induced Barrier Lowering results show that steeper S/D gradients along with wider spacer regions are needed to suppress SCEs in GOI single/double gate devices as compared to Silicon based MOSFETs. A design criterion is developed to evaluate the minimum spacer width associated with underlap channel design to limit SCEs in SOI/GOI MOSFETs.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권4호
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• pp.23-30
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• 2006

본 연구에서는 나노 스케일 MuGFET(Mutiple-Gate FETs)의 단채널 효과와 corner effect를 3차원 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 문턱전압 모델을 이용하여 게이트 숫자(Double-gate=2, Tri-gate=3, Pi-gate=3.14, Omega-gate=3.4, GAA=4)를 구하였으며 추출된 게이트 숫자를 이용하여 각각의 소자 구조에 맞는 natural length($\lambda$)값을 얻을 수 있었다. Natural length를 통하여 MuGFET의 단채널 효과를 피할 수 있는 최적의 소자 구조(실리콘 두께, 게이트 산화막의 두께 등)를 제시 하였다. 이러한 corner effect를 억제하기 위해서는 채널 불순물의 농도를 낮게 하고, 게이트 산화막의 두께를 얇게 하며, 코너 부분을 약 17%이상 라운딩을 해야 한다는 것을 알 수 있었다.

• 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.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제8권2호
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• pp.170-177
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• 2008

In the present work a methodology to minimize short channel effects (SCEs) by modulating the effective channel length is proposed to design 25 nm single and double gate-source/drain underlap MOSFETs. The analysis is based on the evaluation of the ratio of effective channel length to natural/ characteristic length. Our results show that for this ratio to be greater than 2, steeper source/drain doping gradients along with wider source/drain roll-off widths will be required for both devices. In order to enhance short channel immunity, the ratio of source/drain roll-off width to lateral straggle should be greater than 2 for a wide range of source/drain doping gradients.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제6권1호
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• pp.16-21
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• 2006

A simple doping method to fabricate a very thin channel body of the p-type FinFETs with a 20 nm gate length by solid-phase-diffusion (SPD) process was developed. Using the poly-boron-films (PBF) as a novel diffusion source of boron and the rapid thermal annealing (RTA), the p-type sourcedrain extensions of the FinFET devices with a threedimensional structure were doped. The junction properties of boron doped regions were investigated by using the $p^+-n$ junction diodes which showed excellent electrical characteristics. Single channel and multi-channel p-type FinFET devices with a gate length of 20-100 nm was fabricated by boron diffusion process using PBF and revealed superior device scalability.

• 전자공학회논문지
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• 제51권3호
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• pp.177-184
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• 2014

화학기상증착의 텅스텐 실리사이드 듀얼 폴리 게이트 구조에서 플로린이 게이트 산화막에 미치는 영향을 전기적 물리적 측정 방법을 사용하여 연구하였다. 플로린을 많이 함유한 텅스텐 실리사이드 NMOS 트랜지스터에서 채널길이가 감소함에 따라 게이트 산화막 두께는 감소하여 트랜지스터의 롤업(roll-off) 특성이 심화된다. 이는 게이트 재 산화막 열처리 공정에 의해 수직방향으로의 플로린 확산과 더불어 수평방향인 게이트 측면 산화막으로의 플로린 확산에 기인한다. 채널길이가 짧아질수록 플로린의 측면방향 확산거리가 작아져 수평방향 플로린 확산이 증가하고 그 결과 게이트 산화막의 두께는 감소하게 된다. 반면에 PMOS 트랜지스터에서는 P형 폴리를 만들기 위한 높은 농도의 붕소가 플로린의 게이트 산화막으로의 확산을 억제하여 채널길이에 따른 산화막 두께 변화 특성이 보이지 않는다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2002년도 추계종합학술대회
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• pp.498-501
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• 2002

본 논문에서는 main gate(MG)와 side gate(SG)를 갖는 double gate(DG) MOSFET를 디자인하고 TCAD를 이용하여 시뮬레이션하였다. MG와 SG의 길이(LMG, LSG)는 각각 50nm, 70nm로 하였으며, MG와 SG의 전압(VMG, VSG)이 각각 1.5V, 3.0V일 때 드레인전압(VD)을 0에서 1.5V까지 변화시키면서 핀치오프특성을 조사하였다. LMG가 아주 작음에도 불구하고, 핀치-오프특성이 아주 좋게 나타났다. 이것은 DG MOSFET의 VMG가 게이트를 제어하는 역할을 잘 수행하여 나노 구조에서 유용한 구조임을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.1399-1404
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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/m일 경우 비대칭 이중게이트 MOSFET의 상단게이트 전압을 문턱전압으로 정의하였다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 단채널 효과를 감소시키면서 채널길이 및 채널두께를 초소형화할 수 있는 장점이 있으므로 본 연구에서는 채널길이와 두께 비에 따라 드레인 유도 장벽 감소를 관찰하였다. 결과적으로 드레인 유도 장벽 감소현상은 단채널에서 크게 나타났으며 하단게이트 전압, 상하단 게이트 산화막 두께 그리고 채널도핑 농도 등에 따라 큰 영향을 받고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.2305-2309
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• 2010

본 연구에서는 상단게이트와 하단게이트를 갖는 더블게이트 MOSFET에서 채널길이와 채널두께의 비에 따른 문턱전압의 변화에 대하여 분석하였다. 더블게이트 MOSFET는 두개의 게이트를 가지고 있기 때문에 전류제어 능력이 기존 MOSFET의 두배에 가깝고 나노소자에서 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. MOSFET에서 채널길이와 채널두께는 소자의 크기를 결정하며 단채널효과에 커다란 영향을 미치고 있다. 채널길이가 짧아지면 서 채널두께와의 비에 따라 단채널효과 중 문턱전압의 변화가 크게 영향을 받고 있다. 그러므로 이 연구에서는 DGMOSFET에서 채널길이와 채널두께의 비를 변화시키면서 문턱전압의 변화와 드레인 유기장벽감소현상을 분석할 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.765-767
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• 2010

본 연구에서는 상단게이트와 하단게이트를 갖는 더블게이트 MOSFET에서 채널길이와 채널두께의 비에 따른 문턱전압의 변화에 대하여 분석하였다. 더블게이트 MOSFET는 두개의 게이트를 가지고 있기 때문에 전류제어 능력이 기존 MOSFET의 두배에 가깝고 나노소자에서 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. MOSFET에서 채널길이와 채널두께는 소자의 크기를 결정하며 단채널효과에 커다란 영향을 미치고 있다. 채널길이가 짧아지면서 채널두께와의 비에 따라 단채널효과 중 문턱전압의 변화가 크게 영향을 받고 있다. 그러므로 이 연구에서는 DGMOSFET에서 채널길이와 채널두께의 비를 변화시키면서 문턱전압의 변화를 분석할 것이다.