• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제17권5호
• /
• pp.270-274
• /
• 2016

This article investigates the use of the Gaussian-channel doping profile for the control of the short-channel effects in the double-gate MOSFET whereby a two-dimensional (2D) quantum simulation was used. The simulations were completed through a self-consistent solving of the 2D Poisson equation and the Schrodinger equation within the non-equilibrium Green’s function (NEGF) formalism. The impacts of the p-type-channel Gaussian-doping profile parameters such as the peak doping concentration and the straggle parameter were studied in terms of the drain current, on-current, off-current, sub-threshold swing (SS), and drain-induced barrier lowering (DIBL). The simulation results show that the short-channel effects were improved in correspondence with incremental changes of the straggle parameter and the peak doping concentration.

• Journal of information and communication convergence engineering
• /
• 제9권3호
• /
• pp.310-314
• /
• 2011

This paper has presented doping profile dependent threshold voltage for DGMOSFET using analytical transport model based on Gaussian function. Two dimensional analytical transport model has been derived from Poisson's equation for symmetrical Double Gate MOSFETs(DGMOSFETs). Threshold voltage roll-off is very important short channel effects(SCEs) for nano structures since it determines turn on/off of MOSFETs. Threshold voltage has to be constant with decrease of channel length, but it shows roll-off due to SCEs. This analytical transport model is used to obtain the dependence of threshold voltage on channel doping profile for DGMOSFET profiles. Also we have analyzed threshold voltage for structure of channel such as channel length and gate oxide thickness.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제18권8호
• /
• pp.1925-1930
• /
• 2014

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널 내 도핑분포함수에 따른 전도중심과 문턱전압이하 스윙의 관계에 대하여 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET의 채널크기는 매우 작기 때문에 불순물의 수가 매우 작으므로 고 도핑된 채널의 경우에 대하여 분석하였다. 이를 위하여 포아송방정식에서 해석학적 전위분포모델을 유도하였으며 도핑분포함수는 가우스분포함수를 사용하였다. 해석학적 전위분포모델을 이용하여 전도중심 및 문턱전압이하 스윙모델을 유도하였으며 채널길이 및 채널두께가 변할 때, 도핑분포함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차에 따른 전도중심 및 문턱전압이하 스윙의 변화를 관찰하였다. 결과적으로 전도중심이 상단게이트 단자로 이동할 때, 문턱전압이하 스윙 값은 감소하였으며 단채널 효과에 의하여 채널길이 감소 및 채널두께 증가에 따라 문턱전압이하 스윙 값은 증가하였다.

• 대한전자공학회논문지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.58-62
• /
• 1985

이온 주입된 소형 MOSFET소자에 대한 해석적 문턱 전압 모델이 유도되었다. 일정한 도우핑 농도를 갖는 MOSFET에 적용되는 Yau 모델을 implanted channel구조와 bird's beat구조의 MOSFET에 대하여 적합한 형태로 수정하여 short channel 현상과 narrow width 현상을 정량적으로 설명하였다. Channel영역의 불순물 분포를 SUPREM 결과에서 2-step profile로 근사시켜 문턱 전압의 short channel model을 제안하였다. Weighting factor를 사용하여 bird's beat 영역의 불순물 분포를 고려함으로써 narrow width 현상을 성공적으로 설명하였다.

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

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제15권9호
• /
• pp.2000-2006
• /
• 2011

본 연구에서는 이중게이트(Double Gate; DG) MOSFET의 채널내 도핑분포 형태에 따른 드레인유기장벽감소(drain induced barrier lowering; DIBL) 현상을 분석하였다. DGMOSFET는 기존 MOSFET에서 발생하는 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점 때문에 많은 연구가 진행 중에 있다. DIBL은 높은 드레인 전압에 의하여 발생하는 에너지밴드의 변화가 문턱전압의 감소로 니타나는 단채널효과이다. 이러한 DIBL을 DGMOSFET의 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 DIBL 모델의 타당성을 입증하기 위하여 수치해석학적 결과값과 비교하였으며 이 모델을 이용하여 DGMOSFET의 DIBL을 분석하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제48권10호
• /
• pp.62-66
• /
• 2011

본 연구에서는 측정된 S-파라미터를 사용하여 드레인-소스 전압 Vds에 무관한 게이트-소스 overlap 캐패시턴스를 추출하고, 이를 바탕으로 deep-submicron MOSFET의 Vds 종속 게이트-벌크 캐패시턴스 곡선을 추출하는 RF 방법이 새롭게 개발 되었다. 추출된 캐패시턴스 값들을 사용한 등가회로 모델과 측정된 데이터가 잘 일치하는 것을 관찰함으로써 추출방법의 정확도가 검증되었다. 추출된 데이터로부터 overlap과 depletion 길이의 Vds 종속 곡선이 얻어졌으며, 이를 통해 drain 영역의 채널 도핑 분포를 실험적으로 측정하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.903-908
• /
• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널 내 도핑분포함수의 변화에 따른 문턱전압이동 현상에 대하여 분석하였다. 반도체소자를 도핑시킬 때는 주로 이온주입법을 사용하며 이때 분포함수는 가우스분포를 나타내고 있다. 가우스분포함수는 이온주입범위 및 분포편차에 따라 형태를 달리하며 이에 따라 전송특성도 변화하게 된다. 그러므로 비대칭 DGMOSFET의 채널 내 도핑분포함수의 변화는 문턱전압에 영향을 미칠 것이다. 문턱전압은 트랜지스터가 동작하는 최소한의 게이트전압이므로 단위폭 당 드레인 전류가 $0.1{\mu}A$ 흐를 때 상단 게이트전압으로 정의하였다. 문턱전압을 구하기 위하여 해석학적 전위분포를 포아송방정식으로부터 급수형태로 유도하였다. 결과적으로 도핑농도가 증가하면 도핑분포함수에 따라 문턱전압은 크게 변하였으며 특히, 고 도핑 영역에서 하단 게이트전압에 따라 이온주입범위 및 분포편차에 의한 문턱전압의 변화가 크게 나타나는 것을 알 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.58-64
• /
• 1984

이온주입형 E-IGFET에서 이온주입층내 불순물 profile을 임의의 형태로 가정하였으며, 가정한 불순물 profile을 이용하여 threshold 전압에 대한 간단한 model을 유도하였다. 유도한 model을 이용하여 Gaus-sian-profile일 때의 threshold 전압치를 구하였고, 실제의 측정 data와 비교하였을 때 일치함을 확인할 수 있었다. 더불어, box-profile일 때의 threshold 전압치의 오차를 계산해 보았다. 또한, substrate-bias에 의한 threshold 전압의 변화를 simulation하였으며. 계산과정에서 이온주입층의 깊이 D를 구하는 새로운 방법을 제시하였다.

• 대한전자공학회논문지
• /
• 제25권11호
• /
• pp.1286-1293
• /
• 1988

자기정렬 DMOS 트랜지스터의 채널 길이에 관한 수식을 2차원적인 Caussian 농도분포식으로부터 유도하였다. 본 논문에서는 제시된 채널 길이에 관한 수식은 기판의 농도, 이중확산된 각 영역의 표면 농도와 수직 접합 깊이의 함수로 이루어져 있으며, 계산된 실험치와 잘 일치하고 있다. 또한 고전압용 DMOS 트랜지스터에서 채널 punchthrough를 억제할 수 있는 최소 채널 길이를 채널영역의 평균농도를 이용하여 계산하였으며 소자 simulation을 통하여 최적의 채널 조건(채널농도분포 및 채널 길이)를 예측할 수 있음을 확인하였다.