I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   1 8 ,   N o .   2 M a y   20 20 ,   pp .   7 24 ~ 7 3 0   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 8 .i 2 . pp724 - 7 3 0             724       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   E n h a n c e d   p e r f o r m a n c e   o f   1 9   si n g l e   g a t e   M OS F E T   w i t h   h i g h   p e r m i t t i v i t y   d i e l e c t r i c   m a t e r i a l       A m e e r   F .   R o s l an 1 ,   F .   S al e h u d d i n 2 ,   A .   S .   M .   Za i n 3 ,   K .   E .   K ah ar u d i n 4 ,   I .   A h m ad 5   1 , 2 , 3 , 4 F a c ul t y   of   E l e c t r o ni c   a nd   C o m put e r   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t i   T e kni k a l   M a l a y s i a   M e l a k a ,   M a l a y s i a   5 C o l l e g e   o f   E ng i ne e r i ng   ( C o E ) ,   U n i v e r s i t i   T e n a g a   N a s i o na l   ( U N I T E N ) ,   M a l a y s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e A ug  25 ,   201 9   R e v i s e N o v   26 ,   2019   A c c e pt e D e c   1 0 ,   2 01 9       I t hi s   r e s e a r c h,   t h e   p e r f o r m a nc e   o f   t he   19   nm   s i ng l e   g a t e   M O S F E T   i s   e nha nc e d   t hr o ug t he   i m p l e m e nt a t i o o f   t he   h i g pe r m i t t i v i t y   di e l e c t r i c   m a t e r i a l .   T he   M O S F E T   s c a l i ng   t r e nd s   ne c e s s i t i e s   i de v i c e   di m e n s i o ns   c a be   s a t i s f i e t hr o u g t h e   i m pl e m e n t a t i o o f   t he   h i g h - K   di e l e c t r i c   m a t e r i a l s   i pl a c e   o f   t he   S i O 2 .   T h e r e f o r e ,   t he   19  nm   n - c ha nn e l   M O S F E T   de v i c e   w i t h   di f f e r e n t   H i g h - K   di e l e c t r i c   m a t e r i a l s   a r e   i m p l e m e nt e a nd   i t s   pe r f o r m a nc e   i m pr o v e m e nt   ha s   a l s o   be e a na l y s e d.   V i r t ua l   f a br i c a t i o i s   e x e r c i s e t hr o ug A T H E N A   m o dul e   f r o m   S i l v a c o   T C A D   t oo l .   M e a nw h i l e ,   t h e   de v i c e   c ha r a c t e r i s t i c   w a s   ut i l i z e d   by   us i ng   a A T L A S   m o dul e .   T he   a f o r e m e nt i o ne m a t e r i a l s   ha v e   a l s o   be e s i m ul a t e a n c o m pa r e w i t t he   c o nv e nt i o na l   g a t e   o xi de   S i O f o r   t he   s a m e   s t r uc t u r e .   A t   t he   e nd ,   t h e   r e s ul t s   ha v e   pr o v e t ha t   T i t a ni um   o xi d e   ( T i O 2 )   de v i c e   i s   t he   be s t   d i e l e c t r i c   m a t e r i a l   w i t h   a   c om bi na t i o o f   m e t a l   g a t e   T ung s t e S i l i c i de s   ( W S i x) .   T h e   dr i v e   c ur r e nt   ( I O N )   of   t hi s   de v i c e   ( W S i x / T i O 2)   i s   587 . µA / um   a t   0 . 53 V   o f   t h r e s ho l v o l t a g e   ( V T H )   a s   o ppo s e t o   t h e   t a r g e t e 0. 530  V   pr e d i c t e d ,   a s   w e l l   a s   a   r e l a t i v e l y   l o w   I O F F   t ha t   i s   o bt a i ne a t   1 . 9 pA / µm .   T h i s   I O N   v a l ue   m e e t s   t he   m i n i m um   r e q ui r e m e nt   pr e d i c t e d   by   I nt e r n a t i o na l   T e c hno l o gy   R o a dm a f o r   S e m i c o nduc t o r   ( I T R S )   2013  pr e di c t i o f o r   l o w   pe r f o r m a nc e     ( L P )   t e c hno l o gy .     Ke y w or ds :   H i gh - K   M e t a l   ga t e   M o s f e t   P e r m i t t i v i t y   S i ngl e   g a t e   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   A m e e r   F .   R o s l a n ,     F a c ul t y   of   E l e c t r o ni c   a nd  Co m put e r   E n g i n e e r i ng,     U n i v e r s i t i   T e kni ka l   M a l a y s i a   M e l a ka ,   H a n g   T ua J a y a ,   76 10 D u r i a n,     T u n gg a l ,   M e l a ka ,   M a l a y s i a .     E m a i l :   a m e e r f a rh a n @ a o l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     W i t h   n e w   t e c hn o l o gi e s ,   n um e r o us   i ndus t ri e s   r e l y   h e a v i l y   o n   a   m a nuf a c t u r i n o f   s m a l l e r,   f a s t e r,   c h e a pe r   a n de c e n t   qua l i t y   of   t h e   M O S F E T   a nd  s uc h   i n c r e m e n t   i n   g l o b a l   c o m pe t i t i o n   h a v e   c a us e t h e   m o de rn   i n dus t ri e s   t o   h a v e   t o   a c c l i m a t e   a n i m p r o v e   t h e i r   m a n uf a c t u ri n p r o c e s s   t be   m o r e   e ff e c t ua l   a n d   c o m pe t i t i v e   by   d e ve l o pi n a   f u r t h e r   c o m pa c t   s i z e p r o duc t s   a n t h e r e f o r e   fo r c i n t h e   a dv a n c e t e c hn o l o gi e s   t o   s c a l e   dow n   t h e   M O S F E T   i n t o   n a n o s c a l e .   T h e o r e t i c a l l y ,   t he   de v i c e   pe r fo r m a n c e   ha s   b e e n   i m p r o v e a s   bo t h   i n c r e m e n t a l   i s   a n a l y s e i t h e   g a t e   c a pa c i t a n c e   (Cg)   a nd  t h e r e by   dr i v e   c urr e nt ,   a s   t h i c k n e s s   o f   t h e   s i l i c o di o xi de   (S i O 2)  ga t e   di e l e c t ri c   i s   gra dua l l y   r e duc e d.   H ow e v e r,   s c a l i n t h e   S i O f urt h e r   b e l ow   t h e   n m   g a t e   l a y e r   t h i c k n e s s   m a y   ups h o t   i n   a   h e f t y   i n c r e a s e   o f   t h e   l e a ka g e   c urr e nt   ( IO F F a n d   s h o rt   c h a nn e l   e ff e c t   due   t i n c r e m e n t a l   i n   t u nn e l l i ng  t ha t   i n c r e a s e s   pow e r   c o n s um pt i o w h i l s t   r e duc i n t h e   r e l i a b i l i t y   of   t h e   de v i c e .   In   o r de t o   o ve r c o m e   t hi s   p r o b l e m ,   s c h o l a r s   a r e   c o n c e n t ra t i n g   o n   t h e   m e t a l   ga t e   w i t h   hi g h - K   m a t e r i a l s   t h a t   i s   c a pa b l e   t o   be   i n c o r po r a t e i n   M O S F E T   f l ow   [1].   D e s pi t e   t ha t ,   t h e r e   a r e   s e ve r a l   hi g h - K   m a t e r i a l s   t ha t   h o l ds   di e l e c t ri c   c o n s t a nt   t ha t   i s   e i t h e r   t o o   l ow   o r   h i g h   f o r   w h i c h   m a y   n o t   be   a n   a pp r o p r i a t e   o c h o i c e   f o r   a l t e rna t i v e   ga t e   di e l e c t r i c   [2 ].   T h e r e f o r e ,   s ub s t i t ut i ng  t h e   S i O w i t h   hi gh - K   m a t e r i a l s   pe rm i t s   a n   a m pl i f i c a t i o o f   ga t e   c a pa c i t a n c e .   T hi s   i s   d ue   t o   t h a t   t h e   h i g h - K   di e l e c t r i c   m a t e ri a l s   a r e   w i de l y   a c c e pt e a s   a   b e t t e a p p r o a c h   f o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E nhan c e d   p e r f or m an c e   of   19   s i ng l e   ga t e   MO SF E T   w i t hi gh   pe r m i t t i v i t y   d i e l e c t r i c …  ( A m e e r   F .   R os l an )   725   t h e   ga t e   di e l e c t r i c   o f   t h e   M O S F E T .   T ha t   s a i d ,   p r e v i o us   w o r ks   f r o m   v a r i o us   s o ur c e s   h a v e   purpo s e t h e   c o m b i na t i o n   o f   h i g h - K   a n d   m e t a l   g a t e   o n   M O S F E T   de v i c e s   [3 - 10].   A   h i g h e r   di e l e c t r i c   c o n s t a nt   m a t e ri a l   i s   i n t r o duc e t o   r e pl a c e   S i O w h i c h   a l l o w s   t h i c ke di e l e c t ri c   t o   b e   de p o s i t e t o   r e duc e   l e a ka ge   w i t h o ut   e l e c t r i c a l   t h i c k n e s s   pe na l t i e s   [11 - 12] .   Co m m o n l y ,   a   s ub s t a n t i a l   s u m   o f   s t udi e s   h a s   b e e n   i s s ue o n   t h e   pr e di c t i o n   o f   l e a ka ge   c urr e n t   a nd  l e a k a ge   po w e r   by   n um e r o us   r e s e a r c h e r s ,   a l o n w i t h   t h e   s t u dy   o n   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   h i g h - K   m a t e ri a l s   [13 - 1 8].   H i gh  di e l e c t r i c   c o n s t a nt ,   l a rge   b a nd  g a w i t f a v o r a b l e   b a n a l i g n m e n t ,   l o w   i n t e r f a c e   s t a t e   de n s i t y   a n go o t h e r m a l   s t a b i l i t y   a r e   a m o n gs t   t h e   b e s t   c h a r a c t e r i s t i c s   t o   h a v e   fo r   t h e   ga t e   di e l e c t ri c .   A m o n t h e   hi g h - K   m a t e ri a l s   t ha t   c o ul ha v e   e i t h e r   t o o   l ow   o r   h i g di e l e c t r i c   c o n s t a nt   m a y   n o t   b e   a pp r o p r i a t e   f o r   t h e   us e   o a l t e rna t i v e   ga t e   d i e l e c t ri c .   In   t h i s   p r o j e c t ,   t h e   f un d a m e n t a l   u n de r s t a ndi n g   o f   t h e   ph y s i c a l   a n t h e   e l e c t ri c a l   c h a ra c t e r i s t i c s   of   t h e   19  n m   g a t e   l e n gt N M O S   de v i c e   c o n t a i n i ng  h i g h   di e l e c t r i c   c o n s t a n t   w i l l   b e   i n v e s t i ga t e d.   S i m u l a t i o n   b a s e d   f a b r i c a t i o n s   ha v e   a l s o   be e n   i m pl e m e nt e i n   p r e v i o us   s t udi e s   [18 - 20].   F o r   t hi s   p r o j e c t ,   t h e   pe r f o r m a n c e   of  hi g h - K   di e l e c t r i c   T i t a ni u m   O xi de   (T i O 2)  w i l l   b e   c o m pa r e w i t h   S i O a s   ga t e   di e l e c t ri c   v i a   s i m ul a t i o n   w i t S i l v a c o   T CA D   t oo l .   Be s i de s ,   de s i gn   na n o s c a l e   of  N M O S   t ra n s i s t o r   de v i c e   us i n A T L A S   m o dul e   i ge n e ra t i n t h e   c urr e n t - v o l t a ge   (I - V C h a ra c t e r i s t i c ,   s t r uc t ur e   a nd  t h e   v a l ue   o f   t hr e s h o l v o l t a ge .   T h e   s i m ul a t i o n   s t udy   o n a n o s c a l e   n - c h a nn e l   M O S F E T   de v i c e   u s i ng  v a ri o us   h i g h - K   m a t e ri a l s   s uc h   a s   H a f n i u m   O xi de   (H fO 2),   A l u m i n u m   t r i o xi de   (A l 2O 3 ),   T i t a ni u m   O xi de   (T i O 2)  a nd  L a nt h a num   o xi de   (L a 2O 3)   i s   s t udi e d.   B e s i de s ,   t h e   e ff e c t   o f   h i g h - K   di e l e c t ri c s   o n   t h e   e l e c t r i c a l   c ha r a c t e r i s t i c s   s uc a s   t hr e s h o l v o l t a ge   (V T H ),   d r i v e   c urr e nt   (IO N a n l e a ka ge   c u rr e n t   (IO F F ha s   b e e n   c ri t i c a l l y   r e v i e w e d.   A f t e r   i n v e s t i ga t i o of  v a r i o us   h i g h - K   di e l e c t r i c s ,   i t   ha s   b e e n   o b s e r v e t ha t   W S i x/ T i O de v i c e   ha s   a n   e xc e l l e n t   c a p a b i l i t y   of  e nh a n c i ng  t h e   de v i c e   pe r f o r m a n c e   w i t t h e   s up p r e s s i o n   o f   s ho r t   c h a nn e l   e f f e c t s   (S CE s ).       2.   M A TER I A LS   A N D   M E TH O D   2. 1 .      V i r tu al   F ab r i c a ti o n   P r o c e s s   T h e   v i rt ua l   f a b r i c a t i o n   o f   t h e   19   n m   N M O S   de v i c e   i s   m a t e r i a l i z e us i n S i l v a c o   T CA D   t o o l   t hr o ug h   t h e   A T H E N A   s i m ul a t o r   f o r   pr o c e s s   s i m ul a t i o n   b e fo r e   A T L A S   i s   us e fo r   de v i c e   s i m ul a t i o n   i n   o b t a i ni n t h e   ID - V G S   a nd  ID - V D S   f o r   t h e   de v i c e   [18].   A n   o ri e nt a t i o n   o < 100>   a n p - t y pe   ( bo r o n   do pe d)  s i l i c o n   w a f e r s   a r e   us e i n   t h i s   s t udy   w h e r e   by   s i l i c o n   (S i i s   a dde a s   a   p ri m a r y   s u b s t r a t e   b e fo r e   a   l a y e r   of   S i l i c o n   O xi de   (S i O 2)  b e i n g   de po s i t e d.   7x10 14a t o m / c m o f   bo r o n   i s   t h e n   i n j e c t e d.   P - w e l l   o xi da t i o i s   t h e o b t a i n e t hr o ug h   de ve l o pi n 200  Å   o xi de   a t   970o t h a t   i s   e xe r c i s e a s   m a s f o r   p - w e l l   i m p l a nt a t i o n   p r o c e s s .   3. 75x1012   a t o m / c m o f   bo r o n   do s e   i s   i m pl a nt e b e fo r e   t r e n c hi n p ro c e s s   a n t h e   o xi de   i s   gr o w n   i n   d r y   o x y ge n   a t   812o C.   T h e   f i e l o xi de   i s   a l s o   us e i n   de f i ni n s o ur c e   a n d   dra i i n   s ub s e que n t   d i f f us i o n .   T ha t   b e i ng  s a i d,   ga t e   o xi de   p r o duc e s   b e t t e r   o xi de   a s   w e l l   a s   t hi nn e r   c o m pa r e t o   t h e   f i e l o xi de .   S ub s e que n t l y ,   b e r y l l i um   di f l uo r i de   (B F 2)  i s   a p pl i e d   i t h e   c h a nn e l   r e gi o n   t o   a m e n t he   t hr e s h o l v o l t a ge .   L ow   do s a ge   i s   pe r f o r m e o t h e   V T H   due   t o   t h a t   a   s l i g ht   m o di f i c a t i o n   m a de   o n   t h e   ga t e   c o n c e n t r a t i o n   i s   p r o v e n   t o   b e   s uff i c i e n t   f o r   t h e   V T H   a dj us t m e n t   t o   a c hi e v e   w i t hi n   t h e   t a r ge t e d   v a l ue   p r e di c t e by   t h e   I T R S   2013  [21] .   H i gh - K   di e l e c t r i c   m a t e r i a l s   a r e   t h e n   de po s i t e us i n H f O a n T i O w i t h   ga t e   o xi de   t h i c k n e s s   i s   s i z e - a dj us t e a s   t h i s   i s   s o   t h a t   i t   a c hi e v e s   t h e   e qui v a l e n t   o xi d e   t h i c k n e s s   (E O T w i t h   S i O t hr o ug h   t h e   de v i c e   e l e c t r i c a l   c ha r a c t e r i s t i c s   a n a l y s i s .   T h e   l e n gt a dj us t m e nt   i s   a l s o   s c a l e a t   19  nm   t ha t   i s   e qui v a l e nt   t o   t h e   t r a n s i s t o r ’s   ga t e   l e gt h   b e fo r e   bo r o n   i s   i m pl a nt e o n   t h e   n - w e l l   a c t i v e   a r e a   f o r   t h e   a l t e r a t i o n   p r o c e s s   t o   t h e   V T H .   A f t e r w o r ds ,   t h e   T i t a ni u m   S i l i c i de   (T i S i x)  a nd  T u n gs t e n   S i l i c i de s   (W S i x)  a r e   s e t   dow n   o n   t h e   t o of  e a c h   h i g h - K   m a t e r i a l s   (H f O a n T i O 2) .   F i gu r e   s h o w s   t h e   19  n m   s t ruc t u r e   a f t e r   hi g h - K   d i e l e c t ri c   m a t e r i a l   i s   de po s i t e d.   T h e   o pt i m um   pe r f o r m a n c e   f o r   t h e   19  n m   N M O S   de v i c e   c a n   b e   ob t a i n   f o l l ow i n 2. 1 8x 1013   a t o m / c m o f   i n di u m   i s   do pe i n   t h e   ha l o   i m p l a nt a t i o n   p r o c e s s   t h a t   i m p l a nt e a   p - t y pe   i m pu r i t y   i o n   pri o r   t o   t h e   f o r m a t i o o f   l i g h t l y   do pe n - c h a nn e l   s o ur c e / d r a i n   a r e a s .   E f f e c t i v e l y ,   t h e   s h o rt   c h a nn e l   e f fe c t   i s   r e duc e t hr o ugh  a   f o r m a t i o n   o f   ha l o   s t r uc t u r e   [ 22 - 23] .   A f t e r w a r ds   t he   l a y e r   S i 3N i s   f o r m e o t h e   s u r f a c e   o f   s i l i c o n   a n po l y s i l i c o n   a f t e r   t h e   n i t r i de   de pos i t i o n   f o r   w h i c h   i s   c a l l e s i de w a l l   s pa c e r   t h a t   i s   t h e n   us e a s   m a s i s o ur c e / dra i i m pl a n t a t i o n.     M e a n w hi l e ,   t h e   s o ur c e / dra i n   i m pl a n t a t i o n   i s   e xe r c i s e b y   i m pl a nt i ng  9. 67x101 a t o m / c m o a r s e ni c   t o   b ui l a   p r o f o un dl y   n - t y pe   d o pe r e gi o n   i t h e   p - t y pe   s ub s t r a t e   i o r de r   t o   w a rra n t   t h e   c u rr e nt   f l ow   i s   s m o o t h e ni n i n   t h e   19  n m   de v i c e .   T h e   de po s i t i o n   of   bo r o n   ph o s p h o r   s i l i c a t e   gl a s s   (B P S G i s   t h e n   a dde t o   w o r a s   a   p r e - m e t a l   di e l e c t ri c   (P M D fo r   w h i c h   i s   t h e   f i rs t   l a y e r   c o n s i gn e o n   t h e   s ur f a c e   of   t h e   w a fe r .     B P S G   fo r   w h i c h   i s   a   s i l i c a t e   gl a s s   t y pe   i n c l ude s   t h e   a d di t i v e s   of   1x1016  a t o m / c m o f   bo r o n ,   1 x1016   a t o m / c m o f   ph o s ph o r   a nd  1x10 16  a t o m / c m o f   a r s e n i c   a f t e r   o xi de   i s   de po s i t e a t   100  nm   o f   t h i c k n e s s .   T h e   l i ke s   o f   s i l i c a t e   gl a s s   f o r   i n s t a n c e   P S G   a n b o r o n   p h o s i l i c a t e   gl a s s   a r e   c o m m o i s e m i c o n duc t o de v i c e   f a b r i c a t i o n   [24] .   N e xt ,   t h e   s o ur c e / d r a i n   c o n t a c t   pa t t e rni n i s   t h e n   m a na ge t o   e na b l e   c u rr e n t   f l o w   b e t w e e n   s o ur c e   a n d ra i n   b e fo r e   c o m pe n s a t e   i m pl a n t a t i o n   i s   c a rri e o ut   a s   t o   m i ni m i z e   s i de   c a p a c i t a n c e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 8 ,   N o .   2 M a y   20 2 :    7 2 4   -   7 3 0   726   T h e   19  nm   N M O S   s t r uc t u r e   w a s   c o nn e c t e w i t h   a l u m i ni u m   m e t a l   f o l l ow e by   de p o s i t e t h e   s e c o n a l u m i ni um   l a y e r   o n   t h e   u ppe rm o s t   o f   t h e   i n t e l - me t a l   di e l e c t r i c   (IM D w h e r e by   t h e   m e t a l l i z a t i o n   i s   t h e   e l e c t r i c a l l y   i n t e r c o nn e c t e m e t a l   l a y e r s   be t w e e n   t h e   di v e r s e de v i c e   s t r uc t u r e s   f a b r i c a t e o n   t h e   s ub s t r a t e .   F urt h e r   t o   t h a t ,   t h e   c o n t a c t   i s   de v e l o pe a s   un w a nt e a l u m i ni um   i s   e t c h e d.   T ha t   b e i ng  s a i d,   A l um i n i u m   e t c h i n g   i s   e xt r e m e l y   e x o t h e rm i c   t h us   t h e   u n de r - e t c h e r e s i s t   m a s c a us e s   l o c a l   h e a t i ng,   i f   n o   a gi t a t i o i s   pe r f o r m e d.   I n   a dd i t i o n   t o   t h a t ,   t h e   e xt r a   xi de   o n   t h e   w a fe i s   di s c a r de by   a ppl y i n c h e m i c a l   m e c ha n i c a l   po l i s hi n (CM P ).   O n c e   t h e   19   nm   N M O S   de v i c e   i s   c o n s t ruc t e w i t A T H E N A   s i m ul a t o r ,   t h e   s i m u l a t o r   i s   t h e n   pu r po s e t o   s t i m ul a t e   t h e   ID - V G S   a n ID - V D S   fo r   t h e   M O S F E T   de v i c e .   F i gur e   s h o w s   o n e   of   t h e   19   nm   N M O S   s t r uc t u r e   de v i c e   w i t h   hi g h K   di e l e c t r i c   a nd  m e t a l   ga t e   a s   w e l l   a s   t h e   r e s ul t s   o b t a i n e a s     i n   T a b l e   1 .             F i gu r e   1 .   E f fe c t s   of   s e l e c t i ng  d i f f e r e n t   s w i t c h i n g   u n de dy n a m i c   c o n d i t i o n       T a b l e   1 .   O u t put   R e s po n s e s   o t h e   D e v i c e   Cha r a c t e r i s t i c s   f o r   19  N m   NMOS  D e v i c e   U s i n   S i o a n d   P o l y s i l i c o n   P a ra m e t e r s   S i O 2 / P o l y   IT RS   2 0 1 3   p re d i c t i o n   [2 1 ]   T h re s h o l d   v o l t a g e   ( V ),   V TH   0 . 5 3 6   0 . 5 3 0   D ri v e   c u rr e n t   A / µ m ),   I ON   169   > 4 2 2   L e a k a g e   c u rr e n t   ( p A / µ m ) ,   I O F F   4 . 5   < 2 0   I ON /I O F F   ( ×   10 6 )   3 7 . 5 5   2 1 . 1 0   S u b t h r e s h o l d   v o l t a g e   ( m V / d e c ) ,   S S   121   7 0 ~ 1 0 0       2. 2 .      E l e c ti o n   o H i gh - K   M at e r i al   an d   M e tal   G ate   N um e r o us   hi g h - K   m a t e r i a l s   ha v e   b e e n   e xa m i n e a t   t h e   pr e s e nt   t i m e   s uc a s   ha f ni u m   d i o xi de   (H f O 2)  a n t i t a n i um   d i o xi de   (T i O 2) .   H ow e ve r   t h e   b a n a l i g nm e nt   f o r   T i O i s   a t   0 . 4e V   i s   n o t   f a vo r a b l e   de s pi t e   i t s   h i g d i e l e t r i c   c o n s t a n t   p r o pe r y   of   k~ 85.   O t h e   o t h e r   ha n d   h a f n i u m   o xi de   ha s   t h e   a v e r a ge   di e l e c t ri c   c o n s t a n t   p r o pe r t y   o f   k~ 25  w i t h   h i g h   b a n g a a t   4 . 3e V .   T h a t   b e i n g   s a i d ,   t h e   pe r f o r m a n c e   fo r   t h e   a l l   hi g h - K   m a t e r i a l   w i t h   t i t a ni um   s i l i c i de s   a nd  t u n gs t e s i l i c i de s   a r e   s t udi e d .     R e pl a c i n po l y s i l i c o n   ga t e   m a t e r i a l s   w i t h   m e t a l   i s   o bs e r v e d   t o   h a v e   e l i m i na t e   c o m pa t i b i l i t y   i s s ue s   b e t w e e n   t h e   hi g h - K   d i e l e c t r i c   a nd  po l y   e l e c t r o de   [18].   W h e n   t h e   t i t a ni u m   di o xi de   a nd  t i t a ni u m   s i l i c i de   (T i S i x)  i s   a ppl i e a s   t h e   r e s pe c t i v e   h i g h - K   di e l e c t r i c   a n d   m e t a l   ga t e ,   t h e   v a l ue   o f   t h e   V T H   ob t a i n e i s   a t   0. 530  V   w h i c h   p r e c i s e l y   a n i s   w i t hi n   t h e   ra n ge   ±1 2. 7 f ro m   t h e   IT R S   2013  v a l ue s   p r e di c t e f o r   t h e   y e a r   2017  t h a t   i s   0 . 530   V   [21] .     In   c o n t ra   t o   t h e   r e s ul t s   o b t a i n e us i ng  t h e   T i O a nd  T i S i x,   t h e   V T H   v a l ue   i s   a c h i e v e a t   0. 535  V   w h e n   ha f ni um   di o xi de   (H f O 2)  i s   us e a s   h i g h - K   a l o n g   w i t T i S i r e m a i n e d   a s   t h e   m e t a l   g a t e .   C h a nge s   a r e   a l s o   m a de   o n   t h e   m e t a l   ga t e   w h e r e by   t h e   t u n gs t e s i l i c i de   (W S i x)  i s   us e i pl a c e   of   t h e   T i S i x.   W h e t h e   T i O i s   us e i n   t h e   s t r uc t u r e   a s   h i g h - K   di e l e c t r i c   m a t e r i a l   a l o n w i t W S i a s   t h e   m e t a l   ga t e ,   t h e   v a l ue   o f   t h e   V T H   i s   a t   0. 534  V .   M e a n w hi l e   a s   i t   t h e   h i g h - K   m a t e r i a l   i s   r e pl a c e w i t h   H f O 2,   t h e   V T H   v a l ue   i s   t h e n   a c qui r e a t   0. 534  V   a s   w e l l .   T ha t   b e i n s a i d,   b o t h   T i O a nd  H f O w h e n   us i n t h e   W S i a r e   s t i l l   i n   t h e   IT R S   2013  p r e d i c t i o f o r   t h e   y e a 2017   w h e n   V T H   i s   p r e di c t e d   a t   0. 530± 12. 7 V   [21] .       3.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S   V o l t a ge   t hr e s h o l (V T H ),   D r a i n   c u rr e n t   (IO N ) ,   l e a ka ge   c urr e nt   (IO F F ) ,   IO N / IO F F   r a t i o   a nd  S ub t hr e s h o l V o l t a ge   (S S a r e   t h e   pa ra m e t e r s   c h o s e n   i n   de t e rm i ni n t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   hi g h - K   di e l e c t r i c   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E nhan c e d   p e r f or m an c e   of   19   s i ng l e   ga t e   MO SF E T   w i t hi gh   pe r m i t t i v i t y   d i e l e c t r i c …  ( A m e e r   F .   R os l an )   727   m a t e ri a l s   a n d   m e t a l   ga t e s   c o m b i na t i o n   i t h e   N M O S   de v i c e   de s i gn e d.   T h e   IO N   v a l ue s   r e s ul t e f r o m   t h e   s i m ul a t i o n   s h o w s   l a r ge r   v a l ue s   o b t a i n e (587 . A / µ m a s   o ppos e t o   e s t i m a t e v a l ue s   (456µ A / µ m fo r   a   de v i c e   t ha t   h a s   W S i a s   m e t a l   g a t e   w h e r e a s   t h e   s i m ul a t i o r e s ul t s   f o r   IO F F   a r e   l o w e r   (1 . 92pA / µ m )   t ha n   fo r e c a s t e v a l ue   (20pA / µ m i s   a l s o   f r o m   t h e   de v i c e   t h a t   ha s   W S i a s   m e t a l   g a t e .   T h e   de c e n t   pe r f o r m a n c e   of  de s i gn  M O S F E T   i s   w h e n   IO F F   e qu a l   t o   z e r o   a m pe r e   a nd  hi g h e r   o f   IO N   v a l ue   [2 ].     H e n c e ,   i t   i s   c o n c l ude t h a t   b o t h   hi g h - K   m a t e r i a l s   a r e   a t t u n e w i t m e t a l   ga t e   a n c o m pa t i b l e   w i t h   de v i c e   t ra n s i s t o r .   B a s e o n   t h e   ID - V G S   o v e r l a y   of   e a c h   de v i c e s   w i t h   d i f fe r e nt   hi g h - K   d i e l e c t ri c   a t e ri a l s   a nd  m e t a l   g a t e s   i n   F i g u r e   2,   t h e   r e s ul t s   o f   t h e   de v i c e   c h a ra c t e ri s t i c s   fo r   t h e   P o l y - S i / S i O de v i c e ,   t h e   W S i x/ H fO 2   de v i c e ,   W S i x/ T i O 2   de v i c e ,   T i S i x/ H f O de v i c e   a n d   T i S i x / T i O de v i c e   a r e   s h o w n   i T a b l e   2 .           F i gu r e   2 .   T h e   ID V G S   o v e r l a y   e a c h   de v i c e   w i t di f f e r e n t   m a t e r i a l s   o f   hi g h - K   a nd  m e t a l   g a t e       T a b l e   2 .   R e s ul t s   o f   E l e c t ri c a l   C ha r a c t e r i s t i c   f o r   D e v i c e   P a ra m e t e r s   D e v i c e   IT RS   2 0 1 3   p r e d i c t i o n   fo r   2 0 1 7   [2 4 ]   S i O 2 / P o l y   H i g h - K / m e t a l   g a t e   H f O 2 / W S i x   T i O 2 / W S i x   H f O 2 / T i S i x   T i O 2 / T i S i x   V TH   ( V )   0 . 5 3 6   0 . 5 3 4   0 . 5 3 4   0 . 5 3 5   0 . 5 3 0   0 . 5 3 0   I ON   A / µ m )   169   5 7 8 . 8   5 8 7 . 6   3 8 3 . 0   3 8 8 . 4   >   4 2 2   I O F F   (p A / µ m )   4 . 5   5 . 1   1 . 9   6 6 . 9   9 2 . 4   <   2 0   I ON /I O F F   (x   1 0 6 )   3 7 . 6   1 1 3 . 2   3 0 6 . 0   5 . 7 2   4 . 2   2 1 . 1 0       It   i s   o b s e r v e t h a t   t h e   W S i x/ T i O 2   de v i c e   h a s   p r o duc e t h e   hi g h e s t   v a l ue   o f   t h e   r a t i o   o f   IO N / IO F F ,   w h i c h   i s   3 06. 0 6x106 .   I n   f a c t ,   a l l   t h e   de v i c e   c h a r a c t e r i s t i c s   of   W S i x/ T i O b a s e de v i c e   w e r e   ob s e r v e t o   be   b e t t e r   t ha n   t h e   o t h e r s .   T h e   de v i c e   i s   a ppo s i t e   f o r   l o w   pow e r   a ppl i c a t i o n   b e c a us e   i t   s h o w s   t h e   h i g h e r   IO N   a nd  IO F F   ra t i o   i n   t h e   s ub t hr e s h o l r e gi o o f   o pe r a t i o n   [ 25].   It   i s   di s c ov e r e a s   t h e   b e s t   c h o i c e   m a t e r i a l   a s   t h e   ga t e   di e l e c t ri c   fo r   m e t a l   g a t e   T i S i i s   H f O a s   t h i s   i s   due   t o   t h e   f a c t   t h a t   i t   p r o v i de s   t h e   b e s t   r e s ul t   t hr o ug h   h i g di e l e c t ri c   c o n s t a n t ,   h i g h   b a nd - ga a n b a n o f f s e t s   w i t h   s i l i c o n ,   a s i de   f r o m   de c e n t   s c a l a b i l i t y   a n l o w   l e a ka ge   c u rr e nt .   B e s i de s ,   t h e   s uf f i c i e n t   b a rri e r   h e i g h t   i s   a l s o   ob t a i n a b l e   due   t o   t h e   h e a t   o f   f o r m a t i o n   a n b a n dg a f o r   H f O i s   271  K c a l / m o l   a nd  5 . 68e V   r e s pe c t i v e l y   a n i s   h i g e n o ug h.   H f O i s   t h e rm o d y n a m i c a l l y   s t a b l e   w i t h   s i l i c o n   s ub s t ra t e ,   hi g h   d i e l e c t r i c   c o n s t a nt   (~ 2 5 ),   i m pu r i t y   di f f us i o n   r e s i s t a n c e   due   t o   i t s   h i g h   de n s i t y   (9. 68 g/ c m 3) ,   a l o n g   w i t h   s i m i l a l a t t i c e   p a r a m e t e t o   t ha t   o f   S i   w i t a   s m a l l   l a t t i c e   m i s f i t   (< 5 %)  [ 2].   M e a n w hi l e ,   T i O i s   t h e   b e s t   di e l e c t r i c   m a t e r i a l   f o r   m e t a l   ga t e   W S i x.   T h e   T i O 2/ W S i de v i c e   gi v e s   t h e   be t t e r   r e s ul t   s i n c e   t h e   s i l i c i de s   ha s   l e s s   r e s i s t a n c e ,   de c e nt   p r o c e s s   c o m pa t i b i l i t y   w i t h   S i ,   h a s   l i t t l e   o r   n o   e l e c t r o m i g ra t i o n ,   e a s y   t o   dr y   e t c h   a n d   de c e n t   c o nt a c t s   t o   o t he r   m a t e ri a l s   [26] .   B a s e o n   r e s ul t s   f r o m   T a b l e   2 i t   i s   a na l y z a e t h a t   t h e   T i O 2/ W S i de v i c e   h a s   t h e   hi g h e s t   d ra i n   c u rr e n t   w hi c h   i s   a t   58 7. µ A / µ m   a s   o ppo s e d   t o   H f O 2/ W S i w h i c h   i s   a t   578 . µ A / µ m   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   3.   H e n c e   f r o m   t h e s e   f i gur e s ,   i t   i s   o b s e r v e t ha t   t h e   IO N   i s   p r o po r t i o n a l   t o   t h e   pe r m i t t i v i t y   of   h i g h - K   d i e l e c t ri c   m a t e ri a l s .   B a s e o n   t h e   c o m a p ri s o n s   b e t w e e n   T i O 2/ T i S i a n H f O 2/ T i S i x ,   a s   w e l l   a s   b e t w e e n   T i O 2/ W S i a nd  H f O 2/ W S i x,   i m p r o v e m e n t   i s   o b s e r v e fo r   IO N   v a l ue   w h e n   T i O i s   us e a s   a   ga t e   di e l e c t r i c .   T h e   IO N   v a l ue   i s   ob s e r v e t b e   i n c r e a s e w h e n   a   hi g h e r   pe r m i t t i v i t y   of   h i g h - K   di e l e c t r i c s   i s   a pp l i e a s   t h e   ga t e   i n s u l a t o due   t o   t h e   de c r e m e n t   i n   de pl e t i o a s   t h e r e   i s   l e s s   bo r o n   pe n e t ra t i o w h e a   hi g h e r   pe rm i t t i v i t y   of   hi g h - K   di e l e c t ri c   i s   a pp l i e [25] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 8 ,   N o .   2 M a y   20 2 :    7 2 4   -   7 3 0   728       F i gu r e   3 .   IO N   f o r   H f O a n d   T i O di e l e c t r i c s   w i t h   m e t a l   ga t e   W S i x       4.   C O N C LU S I O N   T h e   f a b r i c a t i o o f   M O S F E T   c ha l l e n ge s   i n   na n o m e t e re gi m e   c a n   b e   o ve r c o m e   t hr o ug h   t h e   a ppl i c a t i o n   o f   hi g h - K   di e l e c t r i c   m a t e ri a l   w i t m e t a l   ga t e   i p l a c e   o f   S i O a n po l y s i l i c o n .   T h e   a ppl i c a t i o n   o T i O a nd  H f O a l o n w i t h   T i S i a nd  W S i h a s   p r o v e n   t o   h a v e   s i gn i f i c a nt l y   i m pr o v e   t h e   s t ruc t u r e ’s   e l e c t r i c a l   c ha r a c t e r i s t i c s   due   t o   t h e   p r o pe rt i e s   o f   h i g h - K   d i e l e c t r i c   m a t e r i a l s   t h a t   h o l ds   hi g h e r   pe r m i t t i v i t y   f o r   w h i c h   i m p r o v e s   t h e   IO N   due   t o   a   r e duc t i o n   i n   de pl e t i o f r o m   l ow   bo r o n   pe n e t ra t i o n   o c c ur r e d .   H e n c e ,   T i O 2/ W S i c o m b i n a t i o n   ha s   p r o v e t o   pr ov i de   t h e   b e s t   pe r fo r m a n c e   t o   t h e   de v i c e   due   t o   i t s   l ow e s t   l e a ka ge   c urr e n t   a t   1 . 92  pA / µ m   a nd  a l s o   i t s   h i g h e s t   d r a i n   p r o duc e a t   587 . 6   µ A / µ m .   Co m pa ra t i v e l y ,   t h e   T i O 2/ W S i x   ha s   i m p r o v e t h e   r e s ul t s   by   87. 712%  b a s e o n   t h e   IO N / IO F F   r a t i o   pr o duc e i n   c o m pa ri s o n   t o   t h e   i n i t i a l   s t ruc t u r e   t h a t   i s   us i n t h e   S i O 2/ P o l y s i l i c o n .   H ow e ve r ,   f urt h e r   i m p r o v e m e n t   c a n   b e   m a de   w h e r e by   t h e   r e s ul t s   c a b e   i m p r o v i s e t hr o ug s t a t i s t i c a l   m e t h o i m pl e m e n t a t i o n .   B a s e o t h e   r e s ul t s   o b t a i n e d,   t h e   e l e c t r i c a l   c h a ra c t e ri s t i c s   o f   t h i s   de v i c e   m e e t   t h e   r e qui r e m e n t   o f   l ow   pe r f o r m a n c e   t e c hn o l o g y   pr e di c t e by   In t e rna t i o na l   T e c hn o l o g y   Ro a dm a p   S e m i c o n duc t o 201 f o r   t h e   y e a r   2017 .       A C K N O WL ED G E M EN TS   T h e   a u t h o r s   w o ul l i ke   t o   t h a nk  t h e   M i n i s t r y   of   H i gh e r   E duc a t i o n   (M O H E f o r   s po n s o r i ng  t h i s   w o r unde r   p r o j e c t   (F R G S / 1/ 2017/ T K 0 4/ F K E K K - Ce T R I/ F 00 335 a nd  M i N E ,   Ce T R I,   F a c ul t y   of  E l e c t r o ni c s   a nd  Co m put e r   E n g i n e e r i ng  (F K E K K ) ,   U n i v e r s i t i   T e k n i k a l   M a l a y s i a   M e l a ka   (U T e M f o r   t h e   m o r a l   s uppo rt   t hr o ugh o ut   t h e   p r o j e c t .       R EF ER EN C ES   [ 1]   C .   C ho i ,   T h i c kne s s   a nd  M a t e r i a l   D e pe nde nc e   o f   C a ppi ng   L a y e r s   o F l a t ba nd  V o l t a g e   ( V F B )   a n E qui v a l e n t   O xi de   T hi c kne s s   ( E O T )   w i t H i g h - K   G a t e   D i e l e c t r i c / M e t a l   G a t e   S t a c f o r   G a t e - F i r s t   P r o c e s s   A ppl i c a t i o ns ,   M i c r oe l e c t r o ni c   E n gi ne e r i ng .   v o l .   89,   2 012 ,   pp.   34 - 36.     [ 2]   N .   A t a n ,   I .   A hm a d,   B .   Y .   M a j l i s ,   a nd  I .   A .   F a uz i   E f f e c t s   o f   H i g h - K   D i e l e c t r i c   w i t M e t a l   G a t e   f o r   E l e c t r i c a l   C ha r a c t e r i s t i c s   o f   N a no s t r uc t u r e N M O S ,   M a t he m at i c a l   M e t hod s   i E n gi ne e r i n an E c o nom i c s ,   v o l .   1 ,   20 14,   pp.   11 1 - 115.     [ 3]   M .   S a l m a ni - J e l o da r ,   H .   I l a t i k ha m e n e h ,   S .   K i m ,   K .   N g ,   P .   S a r a ng a pa n i ,   &   G .   K l i m e c k,   G .   O pt i m um   H i g h - O xi de   f o r   t h e   B e s t   P e r f o r m a nc e   o f   U l t r a - S c a l e D o ubl e - G a t e   M O S F E T s ,   I E E E   T r a ns a c t i on s   on   N anot e c h nol ogy ,   v o l .   15 ,   pp .   904 - 910 .     [ 4]   K .   K o l e y ,   A .   D ut t a ,   S . K .   S a ha ,   &   C . K .   S a r k a r ,   A na l y s i s   o f   H i g h - K   S pa c e r   A s y m m e t r i c   U nde r l a D G - M O S F E T   f o r   S O C   A ppl i c a t i o n,   I E E E   T r an s ac t i ons   o E l e c t r on   D e v i c e s ,   v o l .   6 2,   20 15,   p p.   17 33 - 1738 .     [ 5]   M .   K um a r ,   S .   H a l d a r ,   M .   G up t a ,   &   R . S .   G up t a ,   P hy s i c s   ba s e d   a na l y t i c a l   m o de l   f o r   s u r f a c e   po t e n t i a l   a n d   s ubt hr e s ho l c ur r e nt   o f   c y l i ndr i c a l   S c ho t t ky   B a r r i e r   g a t e   a l l   a r o und  M O S F E T   w i t h i g h - g a t e   s t a c k,   Supe r l a t t i c e s   an M i c r os t r u c t u r e s ,   v o l .   9 0,   2 016 ,   pp.   2 15 - 226 .     [ 6]   S . K .   S w a i n ,   A .   D ut t a ,   S .   A da k ,   S . K .   P a t i ,   &   C . K .   S a r k a r , .   I nf l ue nc e   o f   c ha nne l   l e ng t a n h i g h - K   o xi de   t hi c kn e s s   o s ubt hr e s ho l a na l o g / R F   pe r f o r m a nc e   o f   g r a de c ha nne l   a nd  g a t e   s t a c D G - M O S F E T s , .   M i c r oe l e c t r o ni c s   R e l i a bi l i t y ,   v o l .   61 ,   201 6,   24 - 29 .     [ 7]   T . I .   L e e ,   M . C .   N g uy e n,   H . J .   A hn,   M . J .   K i m ,   E .   J .   S h i n ,   W . S . ,   H w a ng ,   H . Y   Y u ,   R .   C ho i ,   B . J .   C ho ,   ( 201 9) .   H 2   hi g pr e s s ur e   a nne a l e Y - do pe d   Z r O 2   g a t e   di e l e c t r i c   w i t a E O T   o f   0. 57  nm   f o r   G e   M O S F E T s ,   I E E E   E l e c t r on   D e v i c e   L e t t e r s ,   2 019 ,   v o l .   20 19,   p p.   1 - 1.     [ 8]   N .   N i no m i y a ,   T .   M o r i ,   N .   U c hi d a ,   E .   W a t a n a be ,   D .   T s uy a ,   S .   M o r i y a m a ,   T .   M a s a t o s h i ,   A .   A ndo ,   ( 2015) .   F a b r i c a t i o o f   hi g h - k/ m e t a l - g a t e   M o S f i e l d - e f f e c t   t r a ns i s t o r   by   de v i c e   i s o l a t i o p r o c e s s   ut i l i z i ng   A r - pl a s m a   e t c hi ng ,   J apa ne s e   J ou r na l   of   A pp l i e P hy s i c s ,   v o l .   54 ,   201 5,   pp .   0 46 502 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E nhan c e d   p e r f or m an c e   of   19   s i ng l e   ga t e   MO SF E T   w i t hi gh   pe r m i t t i v i t y   d i e l e c t r i c …  ( A m e e r   F .   R os l an )   729   [ 9]   P .   B a n e r j e e ,   &   S . K .   S a r ka r .   3 - D   a na l y t i c a l   m o de l i ng   o f   hi g h - g a t e   s t a c dua l - m a t e r i a l   t r i - g a t e   s t r a i n e s i l i c o n - on - no t hi ng   M O S F E T   w i t dua l - m a t e r i a l   bo t t o m   g a t e   f o r   s upp r e s s i ng   s ho r t   c ha nne l   e f f e c t s ,   J ou r na l   o f   C om put at i ona l   E l e c t r o ni c s ,   v o l .   16 ,   2 017 ,   pp .   631 - 639 .     [ 10]   J .   C ha r l e s   P r a v i n,   D .   N i r m a l ,   P .   P r a j o o n,   &   J .   A j a y a n,   I m pl e m e n t a t i o o f   na no s c a l e   c i r c u i t s   u s i ng   dua l   m e t a l   g a t e   e ng i n e e r e na no w i r e   M O S F E T   w i t hi g h - di e l e c t r i c s   f o r   l o w   po w e r   a pp l i c a t i o ns ,   P hy s i c a   E :   L ow - D i m e ns i o nal   S y s t e m s   an N a nos t r uc t ur e s ,   v o l .   83 ,   2016 ,   pp .   95 - 10 0.     [ 11]   R .   C ha u ,   S .   D a t t a ,   M .   D o c z y ,   B .   D oy l e , J .   K a v a l i e r o s ,   a nd  M .   M e t z ,   H i g hk/ m e t a l - g a t e   S t a c a nd  i t s   M O S F E T   c ha r a c t e r i s t i c s ,   I E E E   E l e c t r o D e v i c e   L e t t e r s ,   v o l .   5 ,   200 4,   pp .   40 8 - 410.     [ 12]   R .   C h a u ,   J .   B r a s k ,   S .   D a t t a ,   G .   D e w e y ,   M .   D o c z y ,   B .   D oy l e ,   J .   K a v a l i e r o s ,   B .   J i n,   M .   M e t z ,   A .   M a j um d a r ,   a nd   M .   R a do s a v l j e v i c ,   A ppl i c a t i o o f   hi g h - K   g a t e   d i e l e c t r i c s   a nd   m e t a l   g a t e   e l e c t r o de s   t o   e na b l e   s i l i c o a nd   no n - s i l i c o l o g i c   na no t e c hno l o gy ,   M i c r oe l e c t r on i c   E ng . ,   v o l .   80,   p p.   1 - 6,   200 5.     [ 13]   Y .   S w a m i   a nd  S .   R a i ,   M o de l i ng   a nd  a na l y s i s   o f   s ub - s ur f a c e   l e a ka g e   c ur r e n t   i na no - M O S F E T   unde r   c ut o f f   r e g i m e ,   Supe r l at t i c e s   and   M i c r o s t r uc t ur e s ,   v o l .   10 2,   F e b.   20 17,   p p .   259 - 272 .     [ 14]   C . H .   S h i h,   J . S .   W a ng ,   N . D .   C h i e n ,   a nd   R . K   S hi a ,   O n - c ur r e n t   l i m i t a t i o o f   hi g h - K   g a t e   i ns u l a t o r   M O S F E T s ,   Sol i d - St at e   E l e c t r on i c s ,   v o l .   78 ,   D e c .   201 2,   pp .   87 - 91 .     [ 15]   R .   H a j a r e ,   P e r f o r m a nc e   A na l y s i s   o f   F i nF E T   B a s e I nv e r t e r   c i r c ui t ,   N A N D   a nd  N O R   G a t e   a t   2 2nm   a n 14 nm   N o de   t e c hno l o g i e s ,   J .   R e c e nt   and  I nn ov a t i on  T r e nds   i C o m put i ng  and  C om m un i c a t i on ,   3 ( 5) ,   2 015 ,     pp.   25 27 - 2532 .     [ 16]   B .   S e t hup a t hy   a nd  P . A .   P r i y a ,   S i m ul a t i o a nd  P e r f o r m a nc e   o f   D o ubl e   G a t e   F i n F E T   D e v i c e s ,   J .   A dv a nc e R e s e ar c i n   C om pu t e r   S c i e nc e   &   T e c hno l o gy   ( I J A R C S T   2 014) ,   v o l .   2 ,   2 014 ,   pp .   4 3 - 45.     [ 17]   K . B .   O us hp a K   a n S .   S u nka r a ,   P e r f o r m a nc e   o f   14  nm   S O I   F i nF E T   w i t Z r O di e l e c t r i c :   A   C o m pa r a t i v e   S t udy ,   J .   E ng i ne e r i ng   R e s e ar c h   a nd  G e ne r a l   Sc i e nc e ,   3 ( 2 ) ,   20 15,   pp.   29 9 - 305.     [ 18]   A . H .   A f i f a M a he r a n ,   P .   S .   M e no n,   I .   A hm a d,   S .   S ha a r i ,   H .   A .   E l g o m a t i ,   F .   S a l e hu dd i n,   D e s i gn   and   O pt i m i z at i on  o f   22  nm   G at e   L e ngt H i g h - K / M e t al   g at e   N M O S   T r ans i s t o r ,   J .   P hy s i c s :   C o nf e r e nc e   S e r i e s   v o l .   431 ,   2013 ,   pp .   1 - 9.     [ 19]   K a ha r udi K .   E . ,   S a l e h udd i F . ,   Z a i A .   S .   M .   a nd  A z i z   M . N . I . A .   2016.   T a g uc hi   M o de l l i ng   w i t t h e   I nt e r a c t i o T e s t   f o r   H i g he r   D r i v e   C ur r e nt   i W S I x/ T I O C ha nne l   V e r t i c a l   D o ub l e   G a t e   N M O S   D e v i c e ,   J our nal   o f   T he or e t i c a l   a nd   A pp l i e d   I n f o r m at i on   T e c hn ol ogy , V o l .   9 0,   201 6,   pp .   185 - 19 3.     [ 20]   K . E .   K a h a r udi n,   F .   S a l e hud di n,   A . S . M .   Z a i n ,   M . N . I . A .   A z i z ,   Z .   M a n a p ,   N . A . A .   S a l a m ,   W . H . M .   S a a d.   M u l t i - r e s pons e   op t i m i z at i on   i n   v e r t i c al   doub l e   ga t e   P M O de v i c e   u s i ng  T aguc h i   m e t h od  a nd  g r e y   r e l a t i ona l   an al y s i s ,   I E E E   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o S e m i c o nduc t o r   E l e c t r o ni c s   ( I C S E ) ,   20 16 .     [ 21]   I T R S   201 R e po r t   [ O nl i ne ] .   A v a i l a b l e :   ht t p: / / w w w . i t r s . n e t   [ 22]   V . N .   F a i f e r ,   D . K .   S c h r o de r ,   M . I .   C ur r e nt ,   T .   C l a r y s s e ,   P . J .   T i m a n s ,   T .   Z a ng e r l e , .   I nf l ue nc e   o f   ha l o   i m p l a n t   o l e a ka g e   c ur r e n t   a n s he e t   r e s i s t a nc e   o f   ul t r a s h a l l o w   p - j unc t i o ns .   J .   V a c .   S c i .   T e c hno l .   B   M i c r o e l e c t r o n.   N a no m .   S t r uc t .   25 ,   2007 ,   pp .   1588 - 15 92 .     [ 23]   F .   S a l e h udd i n ,   I .   A hm a d,   F . A   H a m i d,   a nd  A .   Z a ha r i m ,   I m pa c t   o f   D i f f e r e n t   D o s e   a nd  A ng l e   i H A L O   S t r uc t u r e   f o r   45  nm   N M O S   D e v i c e .   A dv .   M a t e r i al s   R e s e ar c h,   v o l .   383 - 390 ,   2012 ,   pp.   6 827 - 683 3.     [ 24]   K . E .   K a h a r u di n,   F .   S a l e hudd i n ,   A . H .   H a m i do n,   A . S . M .   Z a i n ,   M . N . I . A .   A z i z ,   I .   A hm a d,   V a r i a b i l i t y   A na l y s i s   of   P r o c e s s   P a r a m e t e r s   o S ubt hr e s ho l d   S w i ng   i V e r t i c a l   D G - M O S F E T   D e v i c e .   A R P N   J .   E ng .   a nd  A ppl i e Sc i e nc e s ,   1 1( 5 ) ,   2 016 ,   pp .   3137 - 31 42.     [ 25]   V .   K .   Y a da v   a nd  A .   K .   R a na ,   I m pa c t   o f   C ha nne l   D o pi ng   o D G M O S F E T   P a r a m e t e r s   i N a no   R e g i m e - T c a S i m ul a t i o n,   J .   C om pu t e r   A ppl i c at i on ,   v o l .   37 ,   201 2,   pp .   36 - 41 .     [ 26]   K .   S a r a s w a t ,   ( 200 6) .   I n t e r   c on ne c t i ons   S i l i c i de s   P r ope r t i e s   o f   s i l i c i de s .   S t a nf o r U ni v e r s i t y .   A v a i l a b l e :   ht t p: / / w e b . s t a nf o r d. e du / c l a s s / e e 3 11 /       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       A m e e r   F .   R o s l an   r e c e i v e t h e   B . S c .   D e g r e e   i T e l e c o m m uni c a t i o E ng i ne e r i ng   f r o m   T e c hni c a l   U ni v e r s i t y   o f   M a l a y s i a   M e l a ka   ( U T e M ) ,   i 2 017 .   H e   i s   c ur r e nt l y   pur s ui ng   hi s   M . S c .   de g r e e   i n   e l e c t r o ni c s   a nd  do i ng   r e s e a r c o t h e   D G - F i nF E T   de v i c e   a t   C e nt r e   f o r   T e l e c o m m uni c a t i o R e s e a r c a nd  I nno v a t i o n,   F a c u l t y   of   E l e c t r o ni c s   a nd   C o m put e r   E ng i n e e r i ng ,   T e c hn i c a l   U ni v e r s i t y   o f   M a l a y s i a   M e l a ka   ( U T e M ) .   H i s   r e s e a r c i nt e r e s t   i nc l ud e s   t h e   D G - F i nF E T   a r c hi t e c t u r e   a n s t a t i s t i c a l   o pt i m i z a t i o n.         F .   S a l e h u d d i n   r e c e i v e t h e   B . S c .   de g r e e   i n   e l e c t r i c a l   e ng i ne e r i ng   ( C o m m uni c a t i o n)   f r o m   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a r a   ( U i T M ) ,   M a l a y s i a   i 2001   a nd   t he   M . S c .   d e g r e e   i n   E l e c t r i c a l ,   E l e c t r o n i c   a nd  S y s t e m   E ng i n e e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t i   K e ba ng s a a M a l a y s i a ,   i n   200 3.   S he   r e c e i v e d   t he   P h . D .   de g r e e   i M i c r o e l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t i   T e na g a   N a s i o na l   ( U N I T E N ) ,   M a l a y s i a   i n   201 2.   S he   j o i ne U ni v e r s i t i   T e k ni k a l   M a l a y s i a   M e l a k a   ( U T e M )   i D e c e m be r   200 1   a s   a   t u t o r   a n i s   c ur r e n t l y   a   s e ni o r   l e c t u r e r   a t   F a c u l t y   of   E l e c t r o ni c   a nd  C o m put e r   E ng i n e e r i ng   ( F K E K K ) ,   U T e M .   H e r   r e s e a r c i n t e r e s t   i nc l ud e s   pr o c e s s   a nd  de v i c e   s i m ul a t i o o f   na no s c a l e   M O S F E T s   d e v i c e ,   a dv a nc e d   C M O S   d e s i g a n o pt i m i z a t i o a pp r o a c ( D O E ) .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 8 ,   N o .   2 M a y   20 2 :    7 2 4   -   7 3 0   730     A .   S .   M .   Z a i n   r e c e i v e t he   B . E ng   de g r e e   i e l e c t r i c a l ,   E l e c t r o ni c   a nd  S y s t e m   e ng i n e e r i ng   a nd   M .   S c   i M i c r o e l e c t r o ni c s   f r o m   N a t i o na l   U n i v e r s i t y   o f   M a l a y s i a   ( U K M ) ,   M a l a y s i a   S he   r e c e i v e d   t he   P h. D .   de g r e e   i N a no e l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t y   o f   G l a s go w ,   U K   i 2013 .   S h e   i s   c ur r e n t l y   w o r ki ng   a s   a   s e ni o r   l e c t ur e r   a t   F a c ul t y   of   E l e c t r o ni c   a nd  C o m put e r   E ng i ne e r i ng   ( F K E K K ) ,   U ni v e r s i t i   T e kn i k a l   M a l a y s i a   M e l a ka   ( U T e M ) .   H e r   r e s e a r c i n t e r e s t   i nc l ud e s   N a no s c a l e   D e v i c e   D e s i g a nd  S i m u l a t i o n,   V a r i a b i l i t y   a nd  R e l i a bi l i t y   of   E m e r g i ng   T e c hno l og y   D e v i c e s ,   I C   D e s i g f o r   B i o m e di c a l   A ppl i c a t i o ns .         K .   E .   K ah ar u d i n   r e c e i v e P h . D   i E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng   a n M .   E ng   de g r e e   i C o m put e r   E ng i ne e r i ng   f r o m   T e c hni c a l   U n i v e r s i t y   o f   M a l a y s i a   M e l a k a   ( U T e M ) ,   i n   201 a nd  2 013   r e s pe c t i v e l y .   H i s   P h . D   pr o j e c t   f o c us e o t h e   pr o c e s s   o pt i m i z a t i o o f   v e r t i c a l   do ub l e   g a t e   M O S F E T .   H i s   r e s e a r c h’ s   i nt e r e s t s   i nc l ude   C M O S   de s i g n,   m i c r o e l e c t r o ni c s ,   s e m i c o nduc t o r s ,   e ng i ne e r i ng   o pt i m i z a t i o a nd  a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e nc e .   R e c e n t l y ,   hi s   e f f o r t s   e m ph a s i z e   o t he   s i m u l a t i o d e s i g o f   J unc t i o nl e s s   M O S F E T ,   s i l i c o n - on - i ns ul a t o r   ( S O I )   M O S F E T ,   hi g h - k / m e t a l - g a t e   s t a c t e c hno l o gy   a nd  de s i g o f   e xp e r i m e n t   ( D o E ) .         I .   A h m ad   r e c e i v e t h e   B . S c .   d e g r e e   i P hy s i c s   i 1980  f r o m   U ni v e r s i t i   K e ba ng s a a M a l a y s i a   ( U K M ) .   H e   r e c e i v e t h e   M . S c .   de g r e e   i N uc l e a r   S c i e nc e   a nd  A na l y t i c a l   P hy s i c s   f r o m   U K M   a nd  U ni v e r s i t y   o f   W a l e s   r e s p e c t i v e l y ,   i y e a r   o f   1991  a nd  1992 .   H e   r e c e i v e t he   P h . D .   d e g r e e   i n   E l e c t r i c a l ,   E l e c t r o ni c   a nd  S y s t e m   E ng i ne e r i ng   f r o m   U K M   i 2007 .   H e   j o i ns   t he   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l ,   E l e c t r o ni c   a nd  S y s t e m   E ng i ne e r i ng ,   U K M   a s   a   l e c t u r e r   i 199 t o   2002,   a nd  a s   A s s oc i a t e   P r o f e s s o r   f r o m   2002  t o   2007.   H e   i nv o l v e i s e v e r a l   m a na g e m e n t   a nd  t e c hni c a l   po s i t i o ns   w i t h   M I N T ,   M I M O S   a n U K M .   H e   i s   c ur r e nt l y   a   P r o f e s s o r   w i t t he   D e pa r t m e nt   o f   E l e c t r o n i c s   a nd   C o m m uni c a t i o E ng i ne e r i ng ,   U n i v e r s i t i   T e na g a   N a s i o na l ,   M a l a y s i a .   H e   i s   a   s e n i o r   m e m b e r   o f   t he   I ns t i t u t e   o f   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c s   E ng i ne e r s   ( S e ni o r   M I E E E ) .                                                                     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.