• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.325-330
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• 2012

본 연구에서는 차세대 나노소자인 이중게이트(Double gate; DG) MOSFET에서 발생하는 단채널효과 중 하나인 드레인유기장벽감소(Drain Induced Barrier Lowering; DIBL)에 대하여 분석하였다. 포아송방정식을 풀어 전위분포에 대한 분석학적 해를 구할 때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였으며 이때 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 소자 파라미터인 채널의 크기, 도핑강도 등에 대하여 드레인유기장벽감소의 변화를 관찰하고자 한다. 본 연구의 모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으므로 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 드레인유기장벽감소에 대하여 분석한 결과 드레인유기장벽감소 현상은 채널의 구조 및 도핑강도에 따라 매우 급격히 변화하는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.1465-1470
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• 2017

기존의 MOSFET에서는 반전층보다 항상 실리콘 두께가 크기 때문에 드레인유도 장벽감소가 실리콘 두께에 관계없이 산화막 두께 및 채널길이의 함수로 표현되었다. 그러나 10 nm 이하 저도핑 이중게이트 구조에서는 실리콘 두께 전체가 공핍층이 형성되기 때문에 기존의 SPICE 모델을 사용할 수 없게 되었다. 그러므로 이중게이트 MOSFET에 대한 새로운 SPICE 용 드레인유도 장벽감소 모델을 제시하고자 한다. 이를 분석하기 위하여 전위분포와 WKB 근사를 이용하여 열방사 및 터널링 전류를 구하였다. 결과적으로 드레인유도 장벽감소는 상하단 산화막 두께의 합 그리고 실리콘 두께의 2승에 비례하며 채널길이의 3승에 반비례한다는 것을 알 수 있었다. 특히 SPICE 파라미터인 정적 궤환계수가 1과 2사이에서 사용할 수 있어 합당한 파라미터로써 사용할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.878-881
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• 2011

본 연구에서는 차세대 나노소자인 DGMOSFET에서 발생하는 단채널효과 중 하나인 드레인유기 장벽 감소(Drain Induced Barrier Lowering; DIBL)에 대하여 분석하고자 한다. 포아송방정식을 풀어 전위분포에 대한 분석학적 해를 구할 때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였으며 이때 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 소자 파라미터인 채널의 두께, 도핑강도 등에 대하여 드레인유기장벽감소의 변화를 관찰하고자 한다. 본 연구의 모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으므로 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 드레인유기장벽감소에 대하여 분석할 것이다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.895-900
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• 1990

With the MOS device scailing down, the substrate concentration must increase in order to avoid punchthrough leakage current due to the DIBL(Drain Induced Barrier Lowering) effect. However the enhancement of the substrate concentration increases source, drain juntion capacitances and substrate current due to hot elelctron, degrading the speed characteristics and reliability of the MOS devices. In this paper, a new device, called CODE(Channel Only Dopant Enhancement) MOS, an its fabrication are proposed. By comparing the fabricated CODE MOSFET with the conventional device, the improvements on DIBL, substrate current and source, drain juntion capacitances are realized.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권1호
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• pp.48-55
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• 2024

The changes in threshold voltage and DIBL were investigated for changes in remanent polarization P_r and coercive field E_c, which determine the characteristics of the P-E hysteresis curve of ferroelectric in NCFET (negative capacitance FET). The threshold voltage and DIBL (drain-induced barrier lowering) were observed for a junctionless double gate MOSFET using a gate oxide structure of MFMIS (metal-ferroelectric-metal-insulator-semiconductor). To obtain the threshold voltage, series-type potential distribution and second derivative method were used. As a result, it can be seen that the threshold voltage increases when P_r decreases and E_c increases, and the threshold voltage is also maintained constant when the P_r/E_c is constant. However, as the drain voltage increases, the threshold voltage changes significantly according to P_r/E_c, so the DIBL greatly changes for P_r/E_c. In other words, when P_r/E_c=15 pF/cm, DIBL showed a negative value regardless of the channel length under the conditions of ferroelectric thickness of 10 nm and SiO₂ thickness of 1 nm. The DIBL value was in the negative or positive range for the channel length when the P_r/E_c is 25 pF/cm or more under the same conditions, so the condition of DIBL=0 could be obtained. As such, the optimal condition to reduce short channel effects can be obtained since the threshold voltage and DIBL can be adjusted according to the device dimension of NCFET and the P_r and E_c of ferroelectric.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권2호
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• pp.104-109
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• 2019

An analytical threshold voltage model is proposed to analyze the threshold voltage roll-off and drain-induced barrier lowering (DIBL) for a junction-based double-gate (JBDG) MOSFET and a junction-less double-gate (JLDG) MOSFET. We used the series-type potential distribution function derived from the Poisson equation, and observed that it is sufficient to use n=1 due to the drastic decrease in eigenvalues when increasing the n of the series-type potential function. The threshold voltage derived from this threshold voltage model was in good agreement with the result of TCAD simulation. The threshold voltage roll-off of the JBDG MOSFET was about 57% better than that of the JLDG MOSFET for a channel length of 25 nm, channel thickness of 10 nm, and oxide thickness of 2 nm. The DIBL of the JBDG MOSFET was about 12% better than that of the JLDG MOSFET, at a gate metal work-function of 5 eV. It was also found that decreasing the work-function of the gate metal significantly reduces the DIBL.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권6호
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• pp.738-742
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• 2011

This paper has studied drain induced barrier lowering(DIBL) for Double Gate MOSFET(DGMOSFET) using analytical potential model. Two dimensional analytical potential model has been presented for symmetrical DGMOSFETs with process parameters. DIBL is very important short channel effects(SCEs) for nano structures since drain voltage has influenced on source potential distribution due to reduction of channel length. DIBL has to be small with decrease of channel length, but it increases with decrease of channel length due to SCEs. This potential model is used to obtain the change of DIBL for DGMOSFET correlated to channel doping profiles. Also device parameters including channel length, channel thickness, gate oxide thickness and doping intensity have been used to analyze DIBL.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.278-282
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• 2018

We propose a SPICE model of drain-induced barrier lowering (DIBL) for a junctionless cylindrical surrounding gate (JLCSG) MOSFETs. To this end, the potential distribution in the channel is obtained via the Poisson equation, and the threshold voltage model is presented for the JLCSG MOSFET. In a JLCSG nano-structured MOSFET, a channel radius affects the carrier transfer as well as the channel length and oxide thickness; therefore, DIBL should be expressed as a function of channel length, channel radius, and oxide thickness. Consequently, it can be seen that DIBLs are proportional to the power of -3 for the channel length, 2 for the channel radius, 1 for the thickness of the oxide film, and the constant of proportionality is 18.5 when the SPICE parameter, the static feedback coefficient ${\eta}$, is between 0.2 and 1.0. In particular, as the channel radius and the oxide film thickness increase, the value of ${\eta}$ remains nearly constant.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제5권3호
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• pp.173-181
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• 2005

A new two dimensional (2-D) model for the potential distribution of fully depleted short-channel ion-implanted silicon MESFET's has been presented in this paper. The solution of the 2-D Poisson's equation has been considered as the superposition of the solutions of 1-D Poisson's equation in the lateral direction and the 2-D homogeneous Laplace equation with suitable boundary conditions. The minimum bottom potential at the interface of the depletion region due to the metal-semiconductor junction at the Schottky gate and depletion region due to the substrate-channel junction has been used to investigate the drain-induced barrier lowering (DIBL) and its effects on the threshold voltage of the device. Numerical results have been presented for the potential distribution and threshold voltage for different parameters such as the channel length, drain-source voltage, and implanted-dose and silicon film thickness.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.760-765
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• 2007

본 연구에서는 나노구조 이중게이트 FinFET에 대하여 문턱전압이동 특성 및 드레인유기장벽저하(Drain Induced Barrier Lowering; DIBL)특성을 분석하였다. 분석을 위하여 분석학적 전류모델을 개발하였으며 열방사전류 및 터널링전류를 포함하였다. 열방사전류는 포아슨방정식에 의하여 구한 포텐셜분포 및 맥스월-볼쯔만통계를 이용한 캐리어분포를 이용하여 구하였으며 터널링 전류는 WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin)근사를 이용하였다. 이 두 모델은 상호 독립적이므로 각각 전류를 구해 더함으로써 문턱 전압을 구하였다. 본 연구에서 제시한 모델을 이용하여 구한 문턱 전압 이동값이 이차원 시뮬레이션값과 비교되었으며 잘 일치함을 알 수 있었다. 분석 결과 10nm 이하에서 특히 터널링의 영향이 증가하여 문턱전압이동 및 DIBL이 매우 현저하게 나타남을 알 수 있었다. 이러한 단채널현상을 감소시키기 위하여 채널두께 및 게이트산화막의 두께를 가능한한 얇게 제작하여야함을 알았으며 이를 위한 산화공정개발이 중요하다고 사료된다.