• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제1권2호
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• pp.237-240
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• 2006

The feasibility of a midgap metal gate is investigated for a 32 nm MOSFET for low power applications. The midgap metal gate MOSFET is found to deliver $I_{on}$ as high as a bandedge gate if a proper retrograde channel is used. An adequate design of the retrograde channel is essential to achieve the performance requirement given in the ITRS roadmap. A process simulation is also run to evaluate the feasibility of the necessary retrograde profile in manufacturing environments. Based on the simulated result, it is found that any subsequent thermal process should be tightly controlled to retain transistor performance, which is achieved using the retrograde doping profile. Also, the bandedge gate MOSFET is determined be more vulnerable to the subsequent thermal processes than the midgap gate MOSFET. A guideline for gate workfunction $(\Phi_m)$ is suggested for the 32 nm MOSFET.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.719-724
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• 2003

본 논문은 halo doping profile을 갖는 나노구조 LDD MOSFET의 문턱전압에 대하여 연구하였다. 소자의 크기는 일반화된 스켈링 이론을 사용하여 100nm 에서 40m까지 스켈링하였다. Van Dort Quantum Correction Model(QM) 모델을 정전계 스켈링 이론과 정전압 스켈링 이론에 적용하여 문턱전압을 조사하였으며, gate oxide 두께의 변화 따른 direct tunneling current를 조사하였다. 결과적으로 게이트 길이가 감소됨에 따라 문턱전압이 정전계 스켈링에서는 감소하고 정전압 스켈링에서는 증가함을 알았고 direct tunneling current는 gate oxide 두께가 감소함에 따라 증가됨을 알았다. 또한 채널 길이의 감소에 따른 MOSFET의 문턱전압에 대한 roll-off특성을 최소화하기 위하여 일반화된 스켈링에서 $\alpha$값은 거의 1 이여야 함을 알았다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2002년도 추계종합학술대회
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• pp.494-497
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• 2002

본 논문에서는 halo doping profile을 갖는 나노구조 LDD MOSFET의 문턱전압에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내었다. 소자 크기는 generalized scaling을 사용하여 100nm에서 40nm까지 스케일링하였다. Van Dort Quantum Correction Model(QM)을 사용하여 정전계 스케일링과 정전압 스케일링에 대한 문턱 전압과 각각의 게이트 oxide 두께에 대한 direct tunneling 전류를 조사하였다. 게이트 길이가 감소할 때 정전계 스케일링에서는 문턱전압이 감소하고, 정전압 스케일링에서는 문턱전압이 증가하는 것을 알 수 있었고, 게이트 oxide두께가 감소할 때 direct tunneling 전류는 증가함을 알 수 있었다. 감소하는 채널 길이를 갖는 MOSFET 문턱전압에 대한 roll-off 특성을 최소화하기 위해 generalized scaling에서 $\alpha$값은 1에 가깝게 되는 것을 볼 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.1227-1232
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• 2014

본 논문은 기존의 poly length만의 축소와 달리 입, 출력 소자를 포함한 core 디바이스의 $0.13{\mu}m$ 디자인을 10% 축소하는 것으로 여러 채널 길이에 따른 body effect와 doping profile simulation을 해석하였다. 축소 전의 DC 파라미터 매칭을 위하여 게이트 산화막의 decoupled plasma nitridation 처리와 LDD(Lightly Doped Drain) 이온주입 전 TEOS(Tetraethylortho silicate) 산화막 $100{\AA}$ 그리고 LDD 이온주입을 22o tilt-angle(45o twist-angle)로 최적화하였고 그 결과 축소 전의 5%의 범위에서 매칭됨을 확인하였다.

• Journal of Electrical Engineering and information Science
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• 제2권4호
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• pp.106-110
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• 1997

A new SOI NMOSFET with a 'LOCOS-like' shape self-aligned polysilicon gate formed on the recessed channel region has been fabricated by a mix-and-match technology. For the first time, a new scheme for implementing self-alignment in both source/drain and gate structure in recessed channel device fabrication was tried. Symmetric source/drain doping profile was obtained and highly symmetric electrical characteristics were observed. Drain current measured from 0.3${\mu}{\textrm}{m}$ SOI devices with V\ulcorner of 0.77V and Tox=7.6nm is 360$mutextrm{A}$/${\mu}{\textrm}{m}$ at V\ulcorner\ulcorner=3.5V and V\ulcorner=2.5V. Improved breakdown characteristics were obtained and the BV\ulcorner\ulcorner\ulcorner(the drain voltage for 1 nA/${\mu}{\textrm}{m}$ of I\ulcorner at V=\ulcorner\ulcorner=0V) of the device with L\ulcorner\ulcorner=0.3${\mu}{\textrm}{m}$ under the floating body condition was as high as 3.7 V. Problems for the new scheme are also addressed and more advanced device structure based on the proposed scheme is proposed to solve the problems.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제1권3호
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• pp.396-405
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• 2006

The visual analysis of buried channel (Be) devices such as buried channel MOSFETs and CCDs (Charge Coupled Devices) is investigated to give better understanding and insight for their electrical behaviours using a 3-dimensional (3-D) numerical simulation. This paper clearly demonstrates the capability of the numerical simulation of 'EVEREST' for characterising the analysis of a depletion mode MOSFET and BC CCD, which is a simulation software package of the semiconductor device. The inverse threshold and punch-through voltages obtained from the simulations showed an excellent agreement with those from the measurement involving errors of within approximately 1.8% and 6%, respectively, leading to the channel implanted doping profile of only approximately $4{\sim}5%$ error. For simulation of a buried channel CCD an advanced adaptive discretising technique was used to provide more accurate analysis for the potential barrier height between two channels and depletion depth of a deep depletion CCD, thereby reducing the CPU running time and computer storage requirements. The simulated result for the depletion depth also showed good agreement with the measurement. Thus, the results obtained from this simulation can be employed as the input data of a circuit simulator.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.2939-2945
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• 2014

본 연구에서는 대칭 및 비대칭 산화막 구조를 가진 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 문턱전압 변화에 대하여 분석하였다. 상하단 동일한 산화막 두께을 갖는 대칭 DGMOSFET와 달리 비대칭 DGMOSFET는 상하단 게이트 산화막 두께를 다르게 제작할 수 있다. 그러므로 비대칭 DGMOSFET에서 상단과 하단게이트 산화막 두께의 크기 변화에 따라 대칭 DGMOSFET와 문턱전압을 비교하여 상하단 게이트 산화막 두께의 최적값에 대하여 고찰하고자 한다. 문턱전압을 구하기 위하여 포아송방정식에서 해석학적 전위분포모델을 유도하였으며 도핑분포함수는 가우스분포함수를 사용하였다. 문턱전압 모델을 이용하여 하단게이트 전압, 채널길이 및 채널두께 등에 따라 상하단게이트 산화막 두께가 문턱전압에 미치는 영향을 관찰하였다. 결과적으로 문턱전압은 상하단 게이트 산화막 두께에 따라 크게 변화하였으며 변화하는 경향은 하단게이트 전압, 채널길이 그리고 채널두께에 따라 매우 상이하게 나타나고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.755-758
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• 2014

본 연구에서는 대칭 및 비대칭 산화막 구조를 가진 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 문턱전압 변화에 대하여 분석하였다. 상하단 동일한 산화막 두께을 갖는 대칭 DGMOSFET와 달리 비대칭 DGMOSFET는 상하단 게이트 산화막 두께를 다르게 제작할 수 있다. 그러므로 비대칭 DGMOSFET에서 상단과 하단게이트 산화막 두께의 크기 변화에 따라 대칭 DGMOSFET와 문턱전압을 비교하여 상하단 게이트 산화막 두께의 최적값에 대하여 고찰하고자 한다. 문턱전압을 구하기 위하여 포아송방정식에서 해석학적 전위분포모델을 유도하였으며 도핑분포함수는 가우스분포함수를 사용하였다. 문턱전압 모델을 이용하여 하단게이트 전압, 채널길이 및 채널두께 등에 따라 상하단게이트 산화막 두께가 문턱전압에 미치는 영향을 관찰하였다. 결과적으로 문턱전압은 상하단 게이트 산화막 두께에 따라 크게 변화하였으며 변화하는 경향은 하단게이트 전압, 채널길이 그리고 채널 두께에 따라 매우 상이하게 나타나고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.250-250
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• 2010

The random telegraph signal (RTS) for the NOR flash cell scaling is investigated. An innovative method to suppress the RTS, based on the device engineering, is proposed. By optimizing the channel doping profile and using the high-k tunnel dielectric, it is confirmed from three-dimensional (3-D) simulation, that the $V_{th}$ amplitude, dueto RTS, is significantly suppressed, from approximately 0.5 to 0.07 V in the middle of the channel at 45 nm NOR Flash technology. From this result, it is expected that the proposed method to suppress the RTS amplitude is essential for further cell size scaling in Flash memory.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.133-133
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• 2008

Recently, as the down-scailing of field-effect transistor devices continues, Schottky-barrier field-effect transistors (SB-FETs) have attracted much attention as an alternative to conventional MOSFETs. SB-FETs have advantages over conventional devices, such as low parasitic source/drain resistance due to their metallic characteristics, low temperature processing for source/drain formation and physical scalability to the sub-10nm regime. The good scalability of SB-FETs is due to their metallic characteristics of source/drain, which leads to the low resistance and the atomically abrupt junctions at metal (silicide)-silicon interface. Nevertheless, some reports show that SB-FETs suffer from short channel effect (SCE) that would cause severe problems in the sub 20nm regime.[Ouyang et al. IEEE Trans. Electron Devices 53, 8, 1732 (2007)] Because source/drain barriers induce a depletion region, it is possible that the barriers are overlapped in short channel SB-FETs. In order to analyze the SCE of SB-FETs, we carried out systematic studies on the Schottky barrier overlapping in short channel SB-FETs using a SILVACO ATLAS numerical simulator. We have investigated the variation of surface channel band profiles depending on the doping, barrier height and the effective channel length using 2D simulation. Because the source/drain depletion regions start to be overlapped each other in the condition of the $L_{ch}$~80nm with $N_D{\sim}1\times10^{18}cm^{-3}$ and $\phi_{Bn}$ $\approx$ 0.6eV, the band profile varies as the decrease of effective channel length $L_{ch}$. With the $L_{ch}$~80nm as a starting point, the built-in potential of source/drain schottky contacts gradually decreases as the decrease of $L_{ch}$, then the conduction and valence band edges are consequently flattened at $L_{ch}$~5nm. These results may allow us to understand the performance related interdependent parameters in nanoscale SB-FETs such as channel length, the barrier height and channel doping.