• 전기전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.194-199
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• 2020

본 논문에서는 비대칭 무접합 이중게이트 MOSFET에 대한 문턱전압이동을 상단과 하단 게이트 산화막 두께에 따라 분석하였다. 비대칭 구조에서는 상단과 하단 게이트 산화막 두께를 달리 제작할 수 있으므로 문턱전압이동을 일정하게 유지하면서 상단 게이트에서 발생할 수 있는 누설전류를 감소시키기 위하여 상단과 하단 산화막 두께를 조정할 수 있다. 이를 위하여 해석학적 문턱전압 모델을 제시하였으며 이 모델은 2차원 시뮬레이션 값과 잘 일치하였다. 결과적으로 일정한 문턱전압이동을 유지하면서 하단 게이트 산화막 두께를 감소시키면 상단 게이트 산화막 두께를 증가시킬 수 있어 상단 게이트에서 발생할 수 있는 누설전류를 감소시킬 수 있을 것이다. 특히 하단 게이트 산화막 두께가 증가하여도 문턱전압이동에는 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 관찰하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.549-552
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• 1998

Recently, the gate oxide damage induced by the plasma processes has been one of the most significant reliability issues as the gate oxide thickness falls below 10 nm. The process-induced damage was studied with the metal antenna test structures. In addition to the electron trapping, the hole trapping in a 10 nm thick gate oxide due to the plasma-induced charging was observed in the NMOS's with a metal antenna. The hole trapping gave rise to the decrease of the transconductance (gm) similarly to the case of the electron trapping, but to the extent much less than the electron trapping. It would be because the electrical stress that the plasma-induced charging forced to the gate oxide for the devices with the hole trapping was much smaller than for those with the electron trapping. This hypothesis was strongly supported by the measured characteristics of the Fowler-Nordheim current in the gate oxide.

• 전자공학회논문지A
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• 제33A권12호
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• pp.77-82
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• 1996

The breakdown characteristics of metal-oxide-semiconductor(MOS) capacitors fabricated by Al, polysilicon, and tungsten polycide gate electrodes onto gate oxide was evaluated by time zero dielectric breakdwon (TZDB). The average breakdown field of the gate oxide with tungsten polycide electride was lower than that of the polysilicon electrode. The B model (1~8MV/cm) failure of the gate oxide with tungsten polycide electrode was increased with increasing annealing temperature in the dry $O_{2}$ ambient. This is attributed ot fluorine and tungsten diffusion from thungsten silicide film into the gate oxide, and stress increase of tungsten polcide after annealing treatment.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.687-690
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• 2003

Experimental results are presented for gate oxide degradation and its effect on device parameters under negative and positive bias stress conditions using NMOSFET's with 3 nm gate oxide. The degradation mechanisms are highly dependent on stress conditions. For negative gate voltage, both hole- and electron-trapping are found to dominate the reliability of gate oxide. However, with changing gate voltage polarity, the degradation becomes dominated by electron trapping. Statistical parameter variations as well as the "OFF" leakage current depend on those charge trapping. Our results therefore show that Si or O bond breakage by electron can be another origin of the investigated gate oxide degradation.gradation.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.885-890
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• 2014

비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 문턱전압이하 스윙의 게이트 산화막 두께에 대한 변화를 고찰하였으며 이를 위하여 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 구하였다. 특히 포아송방정식을 풀 때 도핑분포함수에 가우시안 함수를 적용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였다. 비대칭 DGMOSFET 소자는 대칭적 구조를 갖는 DGMOSFET와 달리 4단자 소자로서 상단과 하단의 게이트 산화막 두께 및 인가전압을 달리 설정할 수 있다. 비대칭 DGMOSFET의 문턱전압이하 스윙을 상 하단 게이트 산화막 두께 변화에 따라 관찰한 결과, 게이트 산화막 두께에 따라 문턱전압이하 스윙은 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 상 하단 게이트 산화막 두께가 증가할 때 문턱전압이하 스윙 값도 증가하였으며 상단 게이트 산화막 두께의 변화가 문턱전압이하 스윙 값에 더욱 큰 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.1065-1070
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• 2003

HTO(High Temperature Oxide) films are mainly used as a gate insulator for polysilicon thin film transistors(Poly-Si TFT's). The HTO films, however, show the demerits of a high leakage current and a low electric breakdown voltage comparing with conventional thermal oxides even though they have a better surface in roughness than the thermal oxides. In this paper, we propose an ONO(Oxide-Nitride-Oxide) multilayer as the gate insulator for poly-Si TFT's. The leakage current and electric breakdown voltage of the ONO and HTO were measured. The drain current variation of poly-Si TFT's with a variety of gate insulators was observed. The thickness optimization in ONO films was carried out by studying I$\_$on/I$\_$off/ ratio of the poly-Si TFT's as a function of the thickness of ONO film adopted as gate insulator.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제16권5호
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• pp.254-259
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• 2015

This paper reports the optimized mixed-signal performance of a high-voltage (HV) laterally double-diffused metaloxide-semiconductor (LDMOS) field-effect transistor (FET) with a dual gate oxide (DGOX). The fabricated device is based on the split-gate FET concept. In addition, the gate oxide on the source-side channel is thicker than that on the drain-side channel. The experiment results showed that the electrical characteristics are strongly dependent on the source-side channel length with a thick gate oxide. The digital and analog performances according to the source-side channel length of the DGOX LDMOS device were examined for circuit applications. The HV DGOX device with various source-side channel lengths showed reduced by maximum 37% on-resistance (R_ON) and 50% drain conductance (g_ds). Therefore, the optimized mixed-signal performance of the HV DGOX device can be obtained when the source-side channel length with a thick gate oxide is shorter than half of the channel length.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.176-176
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• 2003

The effects of oxide thickness and gate length of MgO/GaN metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs) on I-V, threshold voltage and breakdown voltage characteristics were examined using a drift-diffusion model. The saturation drain current scales in an inverse logarithmic fashion with MgO thickness and is < 10$^{-3}$ A.${\mu}{\textrm}{m}$$^{-1}$ for 0.5 ${\mu}{\textrm}{m}$ gate length devices with oxide thickness > 600 $\AA$ or for all 1 ${\mu}{\textrm}{m}$ gate length MOSFETs with oxide thickness in the range of >200 $\AA$. Gate breakdown voltage is > 100 V for gate length >0.5 ${\mu}{\textrm}{m}$ and MgO thickness > 600 $\AA$. The threshold voltage scales linearly with oxide thickness and is < 2 V for oxide thickness < 800 $\AA$ and gate lengths < 0.6 ${\mu}{\textrm}{m}$. The GaN MOSFET shows excellent potential for elevated temperature, high speed applications.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권10호
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• pp.83-90
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• 1998

MOS 캐패시터의 게이트 전극을 비정질 상태의 실리콘으로 형성하여 GOI(Gate Oxide Integrity)특성에 미치는 불순물 활성화 열처리의 효과를 조사하였다. LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 방법으로 증착한 비정질 실리콘 게이트 전극은 활성화 열처리에 의하여 다결정 실리콘 상태로 구조가 변화하며, 불순물 원자의 활성화가 충분히 이루어졌다. 또한, 비정질 상태의 게이트 전극은 커다란 압축 응력(compressive stress)을 가지지만, 활성화 열처리 온도가 700℃에서 900℃로 증가함에 따라서 응력이 완화되었고 게이트 전극의 저항도 감소하는 특성을 보였다. 또한 얇은 게이트 산화막의 신뢰성 및 산화막의 계면특성은 활성화 열처리 온도에 크게 의존하고 있었다. 900℃에서 활성화 열처리를 한 경우가 700℃에서 열처리한 경우보다 산화막내에서의 전하 포획 특성이 개선되었으며, 산화막의 신뢰성이 향상되었다. 특히, TDDB 방법으로 예측한 게이트 산화막의 수명은 700℃의 열처리에서는 3×10/sup 10/초였지만, 900℃에서의 열처리에서는 2×10/sup 12/초로 현저하게 개선되었다. 그리고, 산화막 계면에서의 계면 전하 밀도는 게이트의 응력 완화에 따라서 개선되었다.

• 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.