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 .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9 ,   pp .   765~ 772   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 4 .i 2 .p p765 - 772             765       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   Op t i m i z a t i o n   o f   h i g h - k   c o m p o si t e   d i e l e c t r i c   m a t e r i a l o f   v a r i a b l e   o x i d e   t h i c k n e ss tu n n e l   b a r r i e r   f o r   n o n v o l a t i l e   m e m o r y       F ar ah   A . H am i d ,   A fi q   H am z ah ,   N .   Ez a i l a   A l i as ,   Zah a r ah   Jo h ar i   an d   R a z al i   I s m ai l   S c hoo l   o f   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng ,   F a c u l t y   o f   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a ,   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 S e 18 ,   2 018   R e v i s e D e c   20 ,   2018   A c c e pt e J an   08 ,   201 9       D o w ns c a l i ng   t he   t u nne l   o xi de   t h i c kne s s   h a s   b e c o m e   o ne   o f   t h e   i nno v a t i v e   s o l ut i o ns   t o   m i ni m i z e   t h e   o pe r a t i o na l   v o l t a g e   w i t h   b e t t e r   t he   pr o g r a m m i ng / e r a s i ng   ( P / E )   o pe r a t i o t i m e .   H o w e v e r ,   t he   do w ns c a l i ng   t e c hni que   f a c e s   s e v e r a l   c ha l l e ng e s   w he r e   t he   c o nv e nt i o n a l   S i O t u nne l   l a y e r   ha s   r e a c he d   i t s   l i m i t .   B ut   a   pr a c t i c a l   a l t e r na t i v e   ha s   be e n   i nt r o duc e d;     V a r i a b l e   O xi de   T hi c kn e s s   ( V A R I O T )   t e c hno l o gy   i f l a s h   m e m o r y   ha s   b e e n   pr o m i s i ng .   V A R I O T   i s   o ne   o f   t un ne l   ba r r i e r   e ng i n e e r i ng   t e c hn o l ogy   f o r   i nc o r po r a t i ng   t he   h i g h - d i e l e c t r i c   m a t e r i a l s   a s   a   c o m po s i t e   t un ne l   ba r r i e r .   T h i s   pa pe r   pr e s e nt s   t h e   V A R I O T   c o nc e pt   t o   de t e r m i ne   t he   o pt i m u m   s e t   o f   c om bi na t i o n,   t he   e qu i v a l e nt   o xi de   t hi c kn e s s   ( E O T )   a nd   t he   l o w - o xi de   t hi c kn e s s   ( T ox )   f o r   a l t e r n a t e   h i g h - m a t e r i a l s .   F o w l e r - N o r dhe i m   ( F - N )   t unn e l i ng   c o e f f i c i e nt s   a r e   a l s o   e x t r a c t e d   f o r   v a r i o us   c o m bi na t i o ns   o f   V A R I O T ,   w he r e   i t hi s   w o r k   Z r O 2 ,   H f O 2 ,   A l 2O 3 ,   L a 2O 3,   a n Y 2O 3   a r e   us e d .   T he   V A R I O T   o pt i m i z a t i o n   i s   c o nduc t e d   u s i ng   3 - D i m e ns i o na l   ( 3D )   S i l i c o n   N a no w i r e   F i e l d - E f f e c t - T r a n s i s t o r   ( S i N W F E T )   d e v i c e   s t r uc t ur e   a nd  s i m u l a t e d   i n   T C A D   S i m ul a t i o t o o l s .   F r o m   t h e   s i m ul a t i o r e s ul t s ,   i t   h a s   f o und  o ut   t ha t   t he   h i g h - m a t e r i a l s   o f   L a 2O 3   a s y m m e t r i c   s t a c i s   t he   e xc e l l e n t   d i e l e c t r i c   m a t e r i a l   a m o ng   f o ur   ( 4 )   o t he r   d i e l e c t r i c   m a t e r i a l s ;     Z r O 2,   H f O 2,   A l 2O a nd   Y 2O 3   f o r   E O T = 4nm   a n T o x= 1nm .   Ke y w or ds :   H i gh - k   J - V   c ur v e   T CA D   s i m u l a t o r   V A R IO T   C opy r i gh t   ©   201 9   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 :   N .   E z a i l a   A l i a s ,     S c h o o l   of   E l e c t ri c a l   E ngi n e e ri n g ,   F a c ul t y   of   E n gi n e e ri n g ,     U n i v e r s i t i   T e kn o l o gi   M a l a y s i a ,     81310,   J o h o B a hr u ,   J o h o r ,   M a l a y s i a .   E m a i l :   e z a i l a @ u t m . m y       1.   I N TR O D U C TI O N   A s   t h e   de m a n d   o f   f l a s m e m o r y   de v i c e   ha s   i n c r e a s e d,   i t   i s   n e c e s s a r y   t o   c o n t i n uo us l y   dow n s c a l e   o t h e   f l a s m e m o r y   de v i c e .   M e m o r y   c a pa c i t y   a nd  pe r f o r m a n c e   m us t   s c a l e   a s   t h e   f l a s h   m e m o r y   s i z e   h a s   b e e n   s c a l e t o   m a i nt a i t h e   de v i c e   pe r f o r m a n c e   s uc a s   P / E   v ol t a ge ,   P / E   t i m e ,   b e t t e r e t e n t i o a n d   e n du ra n c e .   N e ve r t h e l e s s ,   t h e   s c a l i ng  b e c o m e s   c h a l l e n g i n b e c a us e   of   t h e   h i g e l e c t ri c   f i e l ds   a c qui r e i n   t h e   pr o g r a m m i n g / e ra s i n g   p r o c e s s   [1]  a n d   d i r e c t   t u nn e l i n g   e f fe c t   [2].   R e duc t i o n   o f   t h e   t h i c k n e s s   o f   t h e   t u nn e l   o xi de   m a y   s o l v e   t h i s   c ha l l e n ge ,   b ut   i t   a l s o   p r e s e nt s   a   s e v e r e   bo t t l e n e c due   t o   s t r e s s - i n duc e l e a ka ge   c u rr e n t   (S IL C).   M a n y   r e po r t s   do c um e n t   t h e   t u nn e l   o xi de   s h o ul n o t   r e duc e   b e y o n 7 - 8 nm   b e c a us e   of   t h e   t r a de o ff   b e t w e e n   P / E   p r o c e s s   a n d   r e t e nt i o r e l i a b i l i t y   [3 - 4] .     T h i s   c o n d i t i o n   w i l l   r e s t r i c t   t h e   b e t t e r m e nt   o f   t h e   de v i c e   pe r form a n c e   i t e r m s   P / E   v o l t a ge   a n t i m e .   W h e n   t h e   t u nn e l   o xi de   i s   t hi nn e r,   t h e   P / E   p r o c e s s   w i l l   b e c o m e   f a s t e r ,   b ut   t h e   c ha r ge   l e a k a ge   w i l l   de s t r o y   t h e   r e t e nt i o t i m e .   T h e r e f o r e ,   i t   i s   n e c e s s a r y   t o   f i n d   i n ge ni o us   s o l ut i o n s   t o   o m i t   t h i s   r e s t r i c t i o n .     A s   o n e   o f   t h e   e f fe c t i ve   s o l ut i o n s ,   t h e   i n c e pt i o o f   t h e   di f f e r e nt   di e l e c t r i c   w i t hi g d i e l e c t ri c   c o n s t a n t   (hi g h - k)   m a t e r i a l s   s t a c ks   t o   e n g i n e e t h e   t u nn e l   o xi de   i s   p r o p o s e d.   M a n y   r e s e a r c h e s   ha v e   b e e n   r e po rt e a b o ut   t h e   t u nn e l   b a rr i e r   e n gi n e e r i n g   ( T B E a p p r o a c h   t o   a na l y z e   t he   pe r f o r m a n c e   b e fo r e   a nd  a f t e r   t h e   i n c e pt i o n   o hi g h - k   d i e l e c t ri c   m a t e ri a l s   [1 - 4].   T B E   t e c hn o l o g y   i s   a a pp r o a c t o   m o di fy   t h e   t u nn e l   b a rr i e by   i n c o r po r a t i n g   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 .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9   :     765    7 72   766   t h e   hi g h - k   di e l e c t r i c   m a t e r i a l s   i n   w hi c h   t h e   h i g h - d i e l e c t ri c   w i l l   e xt e n s c a l a b i l i t y   of   t h e   s a m e   e qui v a l e nt   o xi de   t h i c k n e s s   (E O T )   by   a ppl y i n g   a   t hi c ke p h y s i c a l   t u nn e l   s t a c k.   T B E   t e c hn o l o g y   i s   di v i de d   i nt o   t w a pp r o a c h e s ;   1)   C r e s t e B a rr i e r   E n g i n e e ri n a n d   2)   V a ri a b l e   O xi de   T hi c k n e s s   (V A R IO T ).     T h e   V A R IO T   c o n c e pt   i s   p r o po s e d   by   G ovo r e a n u   e t   a l .   (20 03)  c o n s i s t e o f   t h e   t w o - l a y e r   d i e l e c t ri c   s t a c w h e r e   t h e   l o w - l a y e r   a n d   h i g h - k   l a y e r   i s   c o m b i n e h e n c e   i t   i s   c a l l e a s y m m e t r i c   s t a c k   [5] .   B e fo r e ha n d,   t h e   c o n c e pt   o f   Cr e s t e B a rr i e E n g i n e e ri n g   f i r s t   i s   i nt r o duc e by   L i kha r e v   e t   a l .   i 199 [ 6].     F e w   r e po r t s   s t a t e d   t ha t   T B E   s t a c k   ha s   a   hi g h e f i e l d - s e n s i t i v i t y   c o m pa r e t o   t h e   s i n gl e   S i O 2   l a y e r   w h i c h   a l l o w s   s h o rt e P / E   t i m e ,   s m a l l e r   o pe ra t i ng  v o l t a ge   p l us   t h e   t e n   (10)   y e a r s   r e t e nt i o n   t i m e   i s   n o t   a f f e c t e [2,   7 ].   A l s o ,   i t   w a s   s t a t e d   t h a t   d i f f e r e n t   di e l e c t r i c   m a t e r i a l s   w o ul e xhi b i t   di f f e r e n t   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   de v i c e   pe r f o r m a n c e   a s   t h e i r   p r o pe rt i e s   a r e   di f f e r e n t   e a c h   o t h e r   [7 - 8].   D r i us s i   e t   a l .   ( 2005)  ha v e   c o n duc t e t h e o r e t i c a l   a na l y s i s   o n   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   Cr e s t e d   B a rr i e a nd   V A R IO T   c o n c e pt   a s   r e s u l t i ng   t ha t   t h e   V A R IO T   c o m b i na t i o n s   y i e l b e t t e r   pe r f o r m a n c e   t ha C r e s t e B a rri e c o m b i na t i o n s   i t e rm s   o f   l ow   o pe r a t i ng   v o l t a ge   a nd   b e t t e r e t e nt i o n .   T h us ,   V A R IO T   di e l e c t ri c   s t a c w i l l   b e   fo c us e i t h i s   pa pe r.     In  t h i s   pa pe r,   t h e   o pt i m i z a t i o w o r c o m pa ri n g   h i g h - k   d i e l e c t r i c   m a t e r i a l s   e n gi n e e r e i t h e   t u nn e l   b a rr i e r   pe r f o r m a n c e   i m pl e m e nt i n V A R IO T   c o n c e pt   i s   c o n duc t e by   us i n t h e   a s y m m e t ri c   s t a c   (l o w - k/ h i g h - k).   S e v e r a l   hi g h - m a t e r i a l s   w i t h   f i xe l o w - S i O 2   t hi c k n e s s   a r e   e xpl o r e us i ng  D i r e c t   Q u a n t u m   T u nn e l i ng  (D Q T )   m o de l   w hi c r e p r e s e n t s   t h e   t u nn e l   b a rri e r   unde t e s t .       2.   R ES EA R C H   M ET H O D     T h e   V A R IO T   o pt i m i z a t i o n   i n v o l v e t w o   pa rt s   w h i c h   a r e   t h e   pa ra m e t e r   o pt i m i z a t i o n   a n F - c oe ff i c i e n t s   e xt ra c t i o n.   T h e   p ri m a r y   pur po s e   of   V A R IO T   o pt i m i z a t i o n   w o r h a s   b e e n   d i v i de i nt o   t w ob j e c t i ve s :   1)  T o   s i m ul a t e   a nd  de t e rm i n e   t h e   o pt i m um   s e t   o f   di e l e c t r i c   m a t e r i a l   c o m b i na t i o n,   t h e   e qu i v a l e nt   o xi de   t hi c kn e s s   (E O T ),   t h e   o pt i m um   t h i c k n e s s   o f   l ow - (T ox di e l e c t r i c   l a y e r   f o r   m i ni m um   p r o g ra m m i ng  vo l t a ge   (V p ro g a n 2 T o   e xt r a c t   F - N   t u nn e l i n c o e ff i c i e n t s   of   t h e   o pt i m um   a s y m m e t r i c   s t a c k.   T h e   e qui v a l e n t   o xi de   t hi c kn e s s   (E O T )   a nd   o pt i m um   t h i c k n e s s   o f   l o w - (T ox a r e   de t e rm i n e d   f o r   e a c c o m b i na t i o o f   t h e   a s y m m e t r i c   s t a c (l o w - k/ hi g h - k)   i w h i c h   s a t i s f y i n p r o gra m ,   r e t e nt i o a nd  r e a d - di s t u r b   c o n s t ra i nt s   o f   f l a s h   m e m o r y   us i n g   t h e   m e t h o p r o po s e by   V e r m a   e t   a l .   (201 0 [ 7].   T h us ,   t h e   o pt i m um   c o m b i na t i o o f   t h e   a s y m m e t r i c   s t a c i s   s e l e c t e b a s e o n   m i n i m um   p r o g r a m m i n g   v o l t a ge   (V p ro g ).   G e n e ra l l y ,   F i gu r e   s h o w s   t h e   f l o w c h a r t   o f   t h e   V A R IO T   o pt i m i z a t i o p r o c e s s .           F i gu r e   1 .   F l o w c h a r t   o f   V A R IO T   o pt i m i z a t i o p r o c e s s   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       O pt i m i z a t i on   o f   h i gh - k   c om pos i t e   d i e l e c t r i c   m a t e r i al s   of   v ar i abl e   o x i d e   t hi c k n e s s   t unn e l   ( F ar ah  A . H am i d )   767   In  o r de t o   o pt i m i z e   t h e s e   pa ra m e t e r s ,   t h e r e   a r e   t w o   t hi n gs   n e e t o   b e   c l a ri f i e d.   F i r s t l y ,   t h e   hi g h - m a t e ri a l s   o f   t h e   a s y m m e t r i c   s t a c ks   n e e t o   b e   c h o s e b a s e o t h e i c r i t e r i a   [7 - 8].   O n e   o f   t h e   c ri t i c a l   c r i t e r i a   i s   t h e   m a t e r i a l s   c a n   b e   de po s i t e o t h e   S i O 2   l a y e r .   T h e r e f o r e ,   t h e r e   a r e   f i v e   (5)  di f f e r e n t   h i g h - k   m a t e r i a l s   a r e   s e l e c t e i t hi s   o pt i m i z a t i o w o r (i . e . ,   H f O 2 ,   Z r O 2 ,   Al 2 O 3,   La 2 O 3   a n d   Y 2 O 3 ).   H i gh - m a t e r i a l   pl a y s   a   v i t a l   r o l e   i n   e n gi n e e r i ng  t h e   t u nn e l   b a rri e r.   T h e   r e l e v a n t   p a r a m e t e r s   o f   h i g h - m a t e r i a l   a r e   t h e   d i e l e c t r i c   c o n s t a nt ,   t u nn e l i ng  m a s s   o f   t h e   e l e c t r o n   a n d   t h e   c o n duc t i o n / v a l e n c e   b a n d   o f fs e t   a s   s t a t e d   i T a b l e   1 .   F i gu r e   s h o w s   t h e   c r o s s - s e c t i o n a l   d i a g ra m   o f   i n c o r po r a t i o n   o f   V A R IO T   i n   S i N W F E T   de v i c e   s t ruc t u r e .         T a b l e   1 .   P a ra m e t e r s   f o r   D i f f e r e n t   D i e l e c t ri c   M a t e ri a l s   U s e i t h e   S i m u l a t i o n   D i e l e c t r i c   P a ra m e t e r s   H f O 2   Z rO 2   Al 2 O 3   La 2 O 3   Y 2 O 3   Ba rri e r   H e i g h t ,   Φ B   ( e V )   1 . 5   1 . 4   2 . 8   2 . 3   1 . 6   D i e l e c t r i c   C o n s t a n t ,   ϵ r   19   25   9 . 6   27   25   E l e c t ro n   A ffi n i t y ,   χ   ( e V )   2 . 7   2 . 8   1 . 3   1 . 9   2 . 4   Ba n d   G a p ,   E G   (e V )   6 . 0   5 . 8   8 . 8   6 . 0   6 . 0   E ffe c t i v e   M a s s ,   m * / m 0   0 . 2   0 . 2   0 . 3   0 . 2 5   0 . 2 5           F i gu r e   2 .   C r o s s - s e c t i o n a l   o f   3 - D   S i N W F E T   de v i c e   s t r uc t u r e   w i t l o w - k/ h i g h - k   s t a c k   a s   i t s   ga t e   o xi de       A f t e r   t h e s e   m a t e r i a l s   s e l e c t i o n ,   t h e   o pt i m i z a t i o w o r i s   c o n duc t e us i n g   T CA D   S i l v a c o   t o o l .     T h e   t u nn e l i ng  m o de l   us e d   i t hi s   o pt i m i z a t i o p r o c e s s   i s   D Q T   m o de l   c o n s i de r i ng  hi g n o n - l i n e a r i t y   of   t h e   c o m pos i t e   b a rri e s t ruc t u r e .   T h e   E O T   p h y s i c a l   d i m e n s i o o e a c a s y m m e t r i c   c o m b i na t i o i s   f i xe f o r   4: 1: 8   nm ,   w h i l e   t h e   T ox   i s   v a ri e f r o m   1: 1 : E O T   nm .   T h e   l o w - di e l e c t r i c   t h i c k n e s s ,   T o x   i s   c a l c ul a t e a s       =      + ( 3 . 9 )   (1)     w h e r e   hk   a n d   T hk   a r e   t h e   t h i c k n e s s   a n di e l e c t ri c   c o n s t a nt   o f   t h e   h i g h - m a t e ri a l   r e s pe c t i v e l y .   T h e   hi g h - t h i c k n e s s   i s   c a l c ul a t e b a s e o t h e   d i e l e c t ri c   c o n s t a nt   a s   i T a b l e   by   us i ng  (1 ).   H i gh - d i e l e c t ri c s   w i t a   t h i c ke p h y s i c a l   b a rri e f o r   a n   e qu a l   E O T   a c t   a s   a i de a l   a l t e rn a t i v e   m a t e ri a l .   S e c o n dl y ,   c o n s t r a i n t s   o f   f l a s m e m o r y   m us t   b e   c o n s i de r e i n   t h e   o pt i m i z a t i o n   p r o c e s s   b e c a us e   i t   w i l l   b e   t h e   l i m i t   o f   a l l o w a b l e   h i g h - k   m a t e ri a l   a n i t s   t hi c k n e s s   a s   p r e s e nt e i T a b l e   2 ,   r e s ul t i ng  i n   a   do m a i do w n - s e l e c t i o n .       T a b l e   2 .   F l a s h   M e m o r y   O pe r a t i o n a l   Co n s t ra i nt s   [ 7]   T o l e ra b l e   r e a d - d i s t u rb   c u rr e n t   d e n s i t y   ( A / c m 2 )   <   ~   4   x   1 0 - 11  a t   a ro u n d   3 . 6 V .   T o l e ra b l e   r e t e n t i o n   c u rre n t   d e n s i t y ( A / c m 2 )   <   1 0 - 1 6   a t   a ro u n d   - 1 . 5 V .   T o l e ra b l e   p ro g ra m m i n g   c u rre n t   d e n s i t y ( A / c m 2 )   3   x   1 0 - 2   E n d u ra n c e   >   1 0 P / E   c y c l e s     Ga t e Higk - k L ow - k n - type 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 .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9   :     765    7 72   768   3.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S     F i gu r e   i l l us t r a t e s   t h e   J V   r e l a t i o n s hi o f   V A R IO T   s t a c o S i O 2 / L a 2 O 3   f o r   E O T = 4 nm .   B y   v a r y i n t h e   S i O 2   l a y e r   t hi c k n e s s   o f   t h e   V A R IO T   s t a c k,   t h e   c ha n ge s   o f   J V   c ur v e   c a b e   ob s e r v e d.   It   s h o w s   t h a t   t h e   J - c ur v e   f o r   V A R IO T   s t a c k   i s   s t e e pe t ha t h e   J - V   c u r v e   of   s i n g l e   t u nn e l   S i O 2   l a y e r .   T o   b e   n o t e t ha t   by   v a r y i n t h e   t hi c kn e s s   o f   l ow - o r   h i g h - l a y e r   c a n   c h a nge   t h e   l e a ka ge   c urr e n t   c ha r a c t e r i s t i c   a s   i t   i s   o n e   o f   t h e   l i m i t a t i o n s   w h e n   do w n s c a l i ng  t h e   t u nn e l   o xi de   l a y e r .   T h e   po t e nt i a l   d r o a c r o s s   t h e   S i O 2   l a y e r   c ha n ge s   due   t o   v a ri e l o w - t h i c k n e s s ,   r e s ul t i ng   i n,   c ha n ge s   o f   t h e   po t e nt i a l   d r o p   a c r o s s   t h e   hi g h - k   l a y e r .   T h us ,   f o r   t h e   s a m e   P / E   c u rr e n t   de n s i t i e s ,   t h e   P / E   v o l t a ge   c a b e   i m p r o v e by   v a r y i n g   t h e   t h i c kn e s s   o f   t h e   S i O 2   l a y e r .             F i gu r e   3 .   J - V   Cu r v e   o f   S i o 2 / L a 2 O 3   D i e l e c t r i c   Co m b i na t i o n s   f o r   E O T   =   4 nm .   t h e   D o t t e d   L i n e   I n d i c a t e s   t h e   S i ngl e   S i o 2   L a y e r   a n t h e   S o l i d   L i n e   I n d i c a t e s   t h e   S i o 2 / L a 2 O S t a c k   f o r   T ox   1: 1: 3 nm       T h e   J - V   c u r v e   w a s   pl o t t e f o r   T ox   i 1 : 1: E O T   n m   a nd  t he   pr o c e s s   w a s   r e pe a t e t o   t h e   d i f fe r e nt   di e l e c t ri c   m a t e ri a l   o f   a s y m m e t r i c   s t a c k.   A f t e r   t ha t ,   t h e   c o n s t ra i nt s   (p r o gra m ,   r e a di s t u r b   a n r e t e n t i o n w e r e   i m po s e t o   t h e   J - V   c u r v e ,   a n d   t h e   g a t e   v o l t a ge   t h a t   s a t i s f i e s   e a c h   c o n s t ra i nt   w e r e   e xt ra c t e f o r   e ve r y   E O T   of  a l l   V A R IO T   s t a c ks ,   a nd  n e xt   s t e i s   pl o t t i n g   t h e   V g     T o x   c u r v e .   F i gu r e   r e p r e s e n t s   t h e   V   T o x   c u r v e   f o r   a l l   V A R IO T   s t a c ks   w hi c i ndi c a t i n g   t h e   p r o gra m   c o n s t ra i nt .   T h e   l o w e s t   p r o gra m   v o l t a ge   pa t t e rn  c a b e   i de nt i f i e f r o m   F i gu r e   2 .   I t   i s   f o un d   t ha t   t h e   m i ni m um   pr o g r a m   v o l t a ge   f o 4   di e l e c t r i c   s t a c m a t e ri a l s   i s   a t   T ox = 2 nm   e xc e pt   f o c o m b i n a t i o o f   S i O 2 / L a 2 O 3   s t a c k .   T h e   m i ni m u m   ga t e   v o l t a ge   o f   S i O 2 / L a 2 O 3   s t a c i s   a t   T ox = 3 n m .   A s   pr e s e nt e i F i g u r e   4,   a l l   c o m b i n a t i o s t a c ks   ha v e   r e a c h e t h e i pe a k   p r o g r a m   v o l t a ge   a t   T ox = 3m   a nd  b e c o m e   s a t ura t e a f t e t ha t   e xc e pt   f o r   S i O 2 / La 2 O 3   s t a c k.   S i O 2 / L a 2 O 3   s t a c b e h a v e s   di f fe r e n t l y   w h e r e   i t s   p r o g ra m   v o l t a ge   pe a h a ppe n e t o   b e   a t   T ox = 1 nm   a n t h e s a t u r a t e a t   t h e   f u r t h e c ha n ge s .   F r o m   F i gu r e   4,   i t   i s   e xpe c t e t ha t   t h e   di r e c t   t u nn e l i n g   o c c urr e a t   T ox <   2 n m   a s   l o w   vo l t a ge   i s   n e e de d.   T h e a s   T ox   i s   i n c r e a s e d,   i t   r e qui r e d   h i g h e g a t e   v o l t a ge   t o   pe r f o r m   F - N   t u nn e l i n g   a nd   b e c o m e   s a t u r a t e b e c a us e   E O T   i s   f i xe a n d   do e s   n o t   c ha n ge   t h e   ga t e   e l e c t r o s t a t i c   c o nt ro l .   E v e n   t h o ug h   t h e   m i n i m um   p r o gra m   v o l t a ge   i s   e xpe c t e t o   be   m o s t l y   a t   T ox = 2 nm   o r   3 n m   b ut   i t   do e s   n o t   e l uc i da t e   t ha t   i t   i s   t h e   o pt i m i z e T ox .   F o n e xt   s t e p,   b o t re t e n t i o a n d   r e a di s t u r b   c o n s t ra i n t s   a r e   i m po s e d   o n   t h e   J - V   c u r v e s   t o   pr e v e n t   m e m o r y   c o n t a m i na t i o n.   T h e t h e   g a t e   v o l t a ge   t h a t   f ul f i l l s   t h e s e   c o n s t r a i n t s   a r e   e xt ra c t e d,   a n d   t h e   V   T o x   c u r v e   i s   pl o t t e d.   F i gu r e   i n di c a t e s   t h e   V   T o x   c u r v e   f o r   a l l   V A R IO T   s t a c ks   unde t hi s   s t udy   i w h i c h   s a t i s fy i n t h e   r e a d   di s t u r b   a n d   r e t e nt i o n   c o n s t ra i nt s .   A s   c a n   b e   s e e n   i F i g ur e   5 ,   t h e   t r e n d   o f   r e a d i s t u r b   c o n s t ra i nt   i s   qui t e   s i m i l a t o   t h e   p r o gra m   c o n s t ra i nt .   H ow e ve r ,   d i s s i m i l a r   t r e n d   i s   o b s e r ve f o r   r e t e nt i o n   c o n s t r a i n t ,   w h e r e   l o w e r   ga t e   v o l t a ge   a c qu i r e t o   pe r f o r m   di r e c t   t u nn e l i n g   a t   t h e   r e t e n t i o c o n s t r a i nt .   H ow e ve r ,   h i g h e ga t e   v o l t a ge   n e e de a s   t h e   T ox   i s   s c a l e d   up.     A s   c a b e   s e e n   i F i gu r e   5,   t h e   m a xi m um   a l l o w a b l e   r e t e nt i o (V ret )   a nd  r e a d i s t u r b   (V read )   v o l t a ge s   o n   F l o a t i n g   G a t e   (F G )   a r e   a l s o   c o n s i de r e d:   V rea d = 3 . 6V   (m o de rn  i ndus t r y   s t a n d a r d)   a n d   V ret = - 1. 5V .   T o   m e e t   t h e   r e t e n t i o a nd   r e a d   di s t u r b   c r i t e ri a ,   o n l y   a b ov e   V read d i s   da s h e d   l i n e   a n d   b e l ow   V ret   da s h e d   l i n e   pa rt s   a r e   c o n s i de r e d.       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       O pt i m i z a t i on   o f   h i gh - k   c om pos i t e   d i e l e c t r i c   m a t e r i al s   of   v ar i abl e   o x i d e   t hi c k n e s s   t unn e l   ( F ar ah  A . H am i d )   769       (a )   (b )           (c )   (d)     (e )     F i gu r e   4 .   V g - T o x   pl o t   f o r   p r o g r a m   c o n s t r a i n t   f o r   ( a S i O 2 / H f O 2   (b S i O 2 / A l 2 O 3   (c S i O 2/ Z r O 2   (d)   S i O 2 / L a 2O (e S i O 2 /Y 2 O 3       T h e n,   a l l   do m a i n s   s e l e c t e a r e   pl o t t e d   a s   F i gu r e   6   t o   c h o o s e   t h e   m i n i m u m   p r o g r a m m i n g .   F i gu r e   6   i l l us t r a t e s   t h e   g a t e   v o l t a ge   f o r   e a c h   E O T   o f   a l l   c o m b i na t i o n s   of   V A R IO T   s t a c f o r   b o t h   c o n s t r a i n t s .   O b v i o us l y   t h e   o pt i m i z e T o x   f o r   r e t e n t i o a nd  r e a d   di s t u r b   i s   n o t   e x a c t l y   a t   T ox = 2 n m   o T ox = 3 n m   a s   p r e v i o us   c a s e   i F i gu r e   b e c a us e   i t   do e s   n o t   s a t i s fy   b o t h   f i xe d   c o n s t r a i n t s .   F i gu r e   6(a )   s h o w s   t ha t   a l l   t h e   V A R IO T   t u nn e l   l a y e r   a r e   s a t i s f i e t h e   r e t e n t i o c o n s t r a i n t   f o r   E O T = 4: 1: 8 nm .   A s   c a b e   ob s e r v e d,   t h e   l o w e s t   p r o gra m m i ng  v o l t a ge   i s   ~2 - 3V   c a b e   o b t a i n e f r o m   c o m po s i t e   s t a c w i t Z r O 2 ,   H f O 2   a n Y 2 O 3   a t   E O T = 4 nm .   H ow e v e r ,   t h e   V A R IO T   t u nn e l   s t a c w i t L a 2 O 3   c a nn o t   o b t a i n   t h e   l o w   V p ro g   due   t o   t he   l a r ge o f   b a r ri e h e i g ht   (2. e V ).   O t h e   o t h e r   ha n d ,   r e a d   di s t u r b   c o n s t r a i n t   h a s   b e e n   a   r e s t ri c t i v e   t o   t h e   s e l e c t i o o f   do m a i T o x.     T h e   s i m i l a t r e n d   c a b e   o bs e r v e f r o m   F i gu r e   6(b ).   O nl y   t he   c o m b i n a t i o o f   S i O 2 / L a 2 O 3   l a y e r   c a f ul f i l l   t h e   r e a d   d i s t u r b   c r i t e ri a   a t   E O T   =   4 n m   w i t t h e   m i n i m u m   p r o gra m m i n g   v o l t a ge ,   V p ro g   (~ 4. 70V ).   T h i s   i s   due   t o   t h e   hi g h e r   b a n d   o ff s e t   o w i n by   L a 2 O 3 ‘s   d i e l e c t ri c   m a t e r i a l .   T h e   c o m po s i t e   w i t h   Z r O 2   a nd  H f O 2   s t a c o n l y   s a t i s f i e s   t h e   s t r i nge nt   r e a d i s t u r b   c o n di t i o n   a t   E O T = 7 nm   w h e r e a s   t h e   S i O 2 /Y 2 O 3   s t a c o n l y   f ul f i l l   t h e   c r i t e ri a   a t   E O T = 8 n m .   T h e   o pt i m um   E O T   a n d   T o x   a r e   de t e r m i n e by   c om pa ri n t h e i r   p r o g r a m m i n g   v o l t a ge   a s   i n   F i gu r e   2.   A s   e xpe c t e d,   L a 2 O 3   c a y i e l ds   t h e   l o w e s t   pr o g r a m m i n g   v o l t a ge   a s   i t   s a t i s f i e s   t h e   r e qui r e m e n t   o f   b o t h   r e t e n t i o a nd  r e a d i s t u r b   c o n s t ra i nt s .   A l l   t h e   pa ra m e t e r s   e xt r a c t e d   f o r   e a c h   s e l e c t i o o f   a l l   V A R IO T   a s y m m e t r i c   s t a c a r e   s u m m a r i z e i T a b l e   3 .         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 .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9   :     765    7 72   770       (a )     (b )         (c )   (d)     (e )     F i gu r e   5 .   V g - T o x   pl o t   f o r   r e t e n t i o a nd  r e a d   d i s t u r b   c o n s t ra i nt s   f o r   (a )   S i O 2 / H f O 2   (b S i O 2 / A l 2 O 3   (c S i O 2/ Z r O 2   (d)  S i O 2 / L a 2O (e S i O 2 /Y 2 O 3. .   D o t t e d   l i n e   r e f e r s   t o   m a xi m u m   a l l o w e r e t e n t i o n   a n d   r e a d   di s t u r b   v o l t a ge s           (a )   (b )     F i gu r e   6 .   G a t e   V o l t a ge   f o r   e a c h   E O T   o f   a l l   V A R IO T   s t a c k   (a R e t e n t i o n   c o n s t ra i nt   <   | - 1. 5V |   (b R e a D i s t u r b   Co n s t ra i nt   >   3. 6V       T a b l e   3 O p t i m um   P a ra m e t e r s   E a c o f   t h e   V A R IO T   A s y m m e t r i c   S t a c k   P a ra m e t e r s   H f O 2   Z rO 2   Al 2 O 3   La 2 O 3   Y 2 O 3   E O T   (n m )   6 n m   6 n m   5 n m   4 n m   8 n m   T o x   (n m )   5 n m   5 n m   1 n m   1 n m   1 n m   V p ro g   ( V )   5 . 5 5   4 . 9 5   5 . 2 2   4 . 7 0   6 . 0 5   V re a d d i s   ( V )   3 . 5 5   3 . 6 1   3 . 9 4   4 . 0 0   3 . 7 5   V re t   ( V )   - 4 . 3   - 4 . 4 5   - 4 . 6 3   - 5 . 4 0   - 3 . 3 5   F - N   C o e ff i c i e n t s   E x t ra c t i o n   A F N _ p ro g ra m ,   ( A / V 2 )   2 . 5 0   x   1 0 - 7   B F N _ p ro g ra m ,   ( A / c m )   3 . 4 0   x   1 0 8   A F N _ e ra s e ,   ( A / V 2 )   6 . 7 7   x   1 0 - 7   B F N _ e ra s e ,   ( A / c m )   5 . 6 0   x   1 0 8   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       O pt i m i z a t i on   o f   h i gh - k   c om pos i t e   d i e l e c t r i c   m a t e r i al s   of   v ar i abl e   o x i d e   t hi c k n e s s   t unn e l   ( F ar ah  A . H am i d )   771   4.   C O N C LU S I O N     T h e   V A R IO T   o pt i m i z a t i o o f   c o m po s i t e   t u nn e l   b a rri e r   w i t re s pe c t   t o   t h e   S i O l a y e r   (l o w - k)  a n d   E O T   a r e   pe r f o r m e t o   o b t a i n   t h e   m i n i m u m   V p ro g   w h i c s a t i s fy i n t h e   f l a s h   c o n s t ra i nt s   (p r o g ra m ,   r e t e n t i o n   a n d   r e a d - di s t u r b   c o n s t r a i n t s ) .   T h e   o pt i m i z a t i o n   i s   s i m ul a t e d   us i n T CA D   S i l v a c o   A T L A S   S i m ul a t o r.     T h e   s i m ul a t i o n   i s   c o n duc t e us i n S i l i c o n   N a n o w i r e   F E T   s t ruc t u r e .   O t o o f   t ha t ,   f i v e   hi g h - k   di e l e c t r i c   m a t e ri a l s   u n de r   t h e   a s y m m e t r i c   s t a c o f   t unn e l   b a rr i e r   e n gi n e e r i n g   a r e   c h o s e n   t o   de t e r m i n e   t h e   o pt i m um   s e t   o m a t e ri a l ,   t h e   l o w e s t   E O T ,   a n d   o pt i m um   T ox .   Co n s i de ri n g   t h e   f l a s h   c o n s t ra i nt   i s   o n e   o f   i m po rt a nt   c o n d i t i o n   a s   r e a d - di s t u r b   c o n s t ra i nt   ha s   b e e n   f o un t o   b e   t h e   m o s t   r e s t ri c t i v e   f a c t o r   w h i c h   l i m i t i n g   t h e   a dv a n t a ge   o ff e r e b y   t h e   c o m po s i t e   t u nn e l   b a rr i e r.   L a 2 O a ppe a r s   t o   b e   t h e   p r o m i s i n g   di e l e c t r i c   m a t e ri a l ,   i n   y i e l di n g   t h e   m i n i m u m   pr o g r a m m i n g   v o l t a ge ,   V p ro g   (4. 7V c o m pa r e d   t o   t h e   o t h e d i e l e c t r i c   m a t e r i a l s   (A l 2 O 3 ,   Z r O 2 ,   H f O 2 ,   a n d   Y 2 O 3 ).   La 2 O a l s o   m e e t   a l l   t h e   f l a s c o n s t ra i nt s   r e qu i r e m e n t   c o n s i de re i t h e   V A R IO T   o pt i m i z a t i o n.   M i ni m um   E O T   a n o pt i m u m   T ox   a l s o   c a n   b e   de t e rm i n e f r o m   t hi s   s t udy   w hi c i s   E O T = 4 nm   a nd  T ox = 1 nm   f o r   t h e   o pt i m u m   c o m b i na t i o n   o f   t h e   S i O 2 / L a 2 O 3   a s y m m e t ri c   s t a c k .       A C K N O WL ED G E M EN TS     A ut h o r s   w o ul l i ke   t o   a c k n o w l e dge   t h e   M i n i s t r y   of   H i gh e E duc a t i o n   (M O H E ),   M a l a y s i a   f o r   t h e   f i n a n c i a l   s uppo r t   u n de t h e   U n i v e r s i t y   G ra n t   p r o j e c t   num b e Q .   J 1300 00. 2623 . 14J 10 .   B e s i de s ,   t h a nks   t o   t h e   R e s e a r c M a n a ge m e nt   Ce n t e (R M C)  o f   U n i v e r s i t y   T e kno l o gi   M a l a y s i a   (U T M f o a c c o m m o da t i ng   a e xc e l l e n t   r e s e a r c e n v i r o n m e nt   t o   a c c o m pl i s h   t h i s   w o r k.       R EF ER EN C ES     [ 1]   H .   W .   Y o u,   J .   W .   S o n ,   a n W .   J .   C ho ,   E ng i ne e r i ng   o f   t unne l   b a r r i e r   f o r   hi g h l y   i nt e g r a t e no nv o l a t i l e   m e m o r y   a ppl i c a t i o ns ,   A pp l .   P hy s .   A   M a t e r .   Sc i .   P r oc e s s . ,   v o l .   102 ,   no .   4,   p p.   921 926 ,   201 1.   [ 2]   J .   J u ng   a nd   W . - J .   C ho ,   T un ne l   B a r r i e r   E ng i n e e r i ng   f o r   N o n - V o l a t i l e   M e m o r y ,   J .   Se m i .   T e c hno l .   Sc i . ,   v o l .   8 ,   no .   1 ,   pp.   29 32 ,   2008 .   [ 3]   S .   V e r m a ,   E .   P o p,   P .   K a pur ,   K .   P a r a t ,   a n K .   C .   S a r a s w a t ,   O p e r a t i o na l   V o l t a g e   R e duc t i o o f   F l a s M e m o r y   U s i ng  H i g h - K   C o m po s i t e   T unne l   B a r r i e r s ,   E l e c t r on   D e v i c e   L e t t .   I E E E ,   v o l .   2 9,   no .   3,   p p.   25 2 25 4,   20 08 .   [ 4]   S .   V e r m a ,   E .   P o p,   P .   K a pur ,   P .   M a j h i ,   K .   P a r a t ,   a nd   K .   C .   S a r a s w a t ,   F e a s i bi l i t y   S t udy   o f   C o m po s i t e   D i e l e c t r i c   T unne l   B a r r i e r s   f o r   F l a s h   M e m o r y ,   6 5t h   A n nu .   D e v i c e   R e s .   C on f . ,   v o l .   24,   p p.   85 86 ,   2007 .   [ 5]   C .   Z ha o ,   C .   Z .   Z h a o ,   S .   T a y l o r ,   a nd   P .   R .   C ha l ke r ,   R e v i e w   o no n - vo l a t i l e   m e m o r y   w i t h   h i g h - d i e l e c t r i c s :   F l a s f o r   g e ne r a t i o be y o nd  32   nm ,   M a t e r i al s   ( B as e l ) . ,   v o l .   7 ,   no .   7,   pp .   5117 5145 ,   201 4.   [ 6]   S .   J a i n ,   D .   G upt a ,   V .   N e e m a ,   a nd   S .   V i s hw a ka r m a ,   B E - S O N O S   f l a s m e m o r y   a l o ng   w i t m e t a l   g a t e   a n h i g h -   di e l e c t r i c s   i t unn e l   ba r r i e r   a n i t s   i m p a c t   o c ha r g e   r e t e nt i o dy n a m i c s ,   J .   Se m i c ond . ,   v o l .   37,   no .   3 ,   p .   03 4002 ,   M a r .   20 16.   [ 7]   S .   J a i n ,   V .   N e e m a ,   D .   G upt a ,   a nd   S .   K .   V i s hv a ka r m a ,   I nv e s t i g a t i o n   o f   B a nd - G a p   E ng i ne e r e d   S i l i c o n - O xi de - N i t r i d e - O xi de - S i l i c o F l a s h   M e m o r y   w i t H i g h - D i e l e c t r i c s   i T unn e l   B a r r i e r   a nd   I t s   I m pa c t   o C ha r g e   R e t e n t i o D y na m i c s ,   J .   N a noe l e c t r on .   O pt oe l e c t r o n. ,   v o l .   11 ,   no .   6,   pp .   663 668,   D e c .   20 16 .   [ 8]   F .   D r i u s s i ,   S .   M a r c uz z i ,   P .   P a l e s t r i ,   a nd  L .   S e l m i ,   G a t e   c u r r e nt   i n   s t a c ke di e l e c t r i c s   f o r   a dv a nc e F L A S H   E E P R O M   c e l l s ,   P r oc .   E SSD E R C   200 35t E ur .   S ol i d - S t at e   D e v i c e   R e s .   C o n f . ,   v o l .   20 05,   p p.   31 7 32 0,   20 05.   [ 9]   C .   S un,   L .   L i u ,   Z .   Z ha ng ,   a nd   L .   P a n,   C o m pa r i s o o f   r e l i a b i l i t y   of   s i ng l e   a nd  s t a c ke d   hi g h - s t r uc t u r e s   o f   c ha r g e   t r a pp i ng   m e m o r i e s ,   I E E E   I nt .   I n t e gr .   R e l i ab .   W or k .   F i nal   R e p. ,   p p .   59 61 ,   2 013 .   [ 10]   G .   C h e e t   a l . ,   M e t a l   F l o a t i ng   G a t e   M e m o r y   D e v i c e   w i t S i O 2 / H f O 2   D ua l - L a y e r   a s   E ng i n e e r e d   T unn e l i ng   B a r r i e r ,   I E E E   E l e c t r on   D e v i c e   L e t t . ,   v o l .   35 ,   no .   7 ,   pp .   7 44 7 46 ,   J ul .   201 4.   [ 11]   B .   G o v o r e a nu,   P .   B l o m m e ,   M .   R o s m e ul e n ,   J .   V a n   H o udt ,   a nd  K .   D e   M e y e r ,   V a r i o t :   A   nov e l   m ul t i l a y e r   t unn e l   ba r r i e r   c o nc e pt   f o r   l o w - vo l t a g e   no nv o l a t i l e   m e m o r y   de v i c e s ,   I E E E   E l e c t r on   D e v i c e   L e t t . ,   v o l .   24 ,   no .   2,   p p.   9 9 10 1,   2003 .   [ 12]   K .   K .   L i kha r e v ,   L a y e r e t unn e l   ba r r i e r s   f o r   no nv o l a t i l e   m e m o r y   de v i c e s ,   A pp l .   P hy s .   L e t t. ,   v o l .   7 3,   no .   15 ,   pp.   2137 2139 ,   199 8.   [ 13]   S .   V e r m a ,   T u nne l   B a r r i e r   E ng i n e e r i ng   f o r   F l a s h   M e m o r y   T e c hno l o gy ,   2010 .   [ 14]   A .   H a m z a h,   N .   E z a i l a   A l i a s ,   a nd  R .   I s m a i l ,   L o w - vo l t a g e   h i g h - s p e e pr o g r a m m i ng   g a t e - a l l - a r o und  f l o a t i ng   g a t e   m e m o r y   c e l l   w i t t unn e l   b a r r i e r   e ng i n e e r i ng ,   J pn .   J .   A p pl .   P hy s . ,   v o l .   5 7,   no .   6,   p p.   1 20 ,   2 018 .   [ 15]   D .   S .   S o f t w a r e ,   A t l a s   U s e r s   M a n ua l ,   no .   40 8,   pp .   567 100 0,   20 1 3.   [ 16]   J .   R o be r t s o a nd  R .   M .   W a l l a c e ,   H i g h - K   m a t e r i a l s   a nd   m e t a l   g a t e s   f o r   C M O S   a pp l i c a t i o ns ,   M at e r .   Sc i .   E ng .   R   R e por t s ,   v o l .   88 ,   pp .   1 41 ,   201 5.   [ 17]   R .   D .   C l a r k,   E m e r g i ng   a p pl i c a t i o ns   f o r   hi g K   m a t e r i a l s   i n   V L S I   t e c hno l o gy ,   M a t e r i a l s   ( B as e l ) . ,   v o l .   7,   no .   4 ,   pp .   2913 2944 ,   201 4.   [ 18]   M .   S a l m a ni - J e l o da r ,   H .   I l a t i kha m e ne h ,   S .   K i m ,   K .   N g ,   P .   S a r a ng a p a ni ,   a nd   G .   K l i m e c k,   O p t i m um   h i g h - o xi de   f o r   t he   b e s t   pe r f o r m a nc e   o f   u l t r a - s c a l e d   do ub l e - g a t e   m o s f e t s ,   I E E E   T r ans .   N an ot e c hn ol . ,   v o l .   1 5,   no .   6,   pp.   904 910 ,   2016 .       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 .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9   :     765    7 72   772   B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S           F a r a A . H a m i d   r e c e i v e he r   B a c he l o r   o f   E ng i ne e r i ng   ( 201 5)   i C o m pu t e r   E ng i ne e r i ng ( E l e c t r o ni c )   f r o m   U ni v e r s i t i   I s l a m   A nt a r a b a ng s a   M a l a y s i a .   S he   i s   c ur r e nt l y   pur s ui ng   he r   M a s t e r   o f   P hi l o s pho py   de g r e e   i n   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i n g   a t   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a   w i t h   C o m put e r   a nd   N a no e l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng   R e s e a r c G r o up   ( C o N E ) .   H e r   r e s e a r c i nt e r e s t   i s   r e l a t e d   w i t h   m i c r o   a nd  na no e l e c t r o ni c   t e c hno l o gy   w he r e   s h e   i s   i nv o l v e i v i r t ua l   f a b r i c a t i o pr o c e s s   a nd   t he   d e v i c e   s i m ul a t i o u s i ng   T C A D   s i m ul a t o r .           A f i H a m z a h   r e c e i v e d   h i s   B .   E ng   ( 20 11) ,   M .   E ng   ( 2 014 )   a n P hD   ( 201 8)   i n   E l e c t r o ni c   a nd   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   t he   U n i v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a .   H i s   r e s e a r c i nt e r e s t   i s   i n   t he   f i e l d   o f   m i c r o -   a nd   na no e l e c t r o ni c s ,   w h e r e   he   m a i n l y   i nv o l v e i n   v i r t ua l   f a br i c a t i o pr o c e s s ,   de v i c e   c o m pa c t   m o de l i ng   o f   m u l t i p l e - g a t e   F E T s   a nd   g r a phe ne - ba s e d   d e v i c e s ,   a nd   c i r c ui t   s i m u l a t i o n.           S he   r e c e i v e h e r   B .   E ng .   ( H o ns )   de g r e e   i e l e c t r i c a l   a n e l e c t r o ni c s   e ng i n e e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M A R A ,   M a l a y s i a   ( 20 07) ,   M .   E ng   de g r e e   i E l e c t r o ni c s   &   T e l e c o m m uni c a t i o n   E ng i ne e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t i   T e k no l o g i   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a   ( 20 10) .   S he   ha s   t he n   r e c e i v e d   h e r   P hD   d e g r e e   i n   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   &   I nf o r m a t i o n   S y s t e m   f r o m   T h e   U ni v e r s i t y   o f   T o k y o   ( 2014) .   S he   i s   c u r r e nt l y   a   S e n i o r   L e c t ur e r   w i t t he   D e p t .   o f   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 kno l o g i   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a .   S h e   i s   a   m e m b e r   o f   I E E E   S oc i e t y   M a l a y s i a   S e c t i o n ,   I E E E   E l e c t r o D e v i c e s   S o c i e t y   a n d   T he   I ns t i t u t i o n   o f   E ng i ne e r s ,   M a l a y s i a   ( I E M ) .   S he   i s   i n   t he   r e v i e w e r   o f   s e v e r a l   I nt e r n a t i o na l   J o ur na l s ,   r e v i e w e r   f o r   I E E E   T r a n s a c t i o ns   o V e r y   L a r g e - S c a l e   I nt e g r a t i o ( V L S I )   S y s t e m s   f o r   y e a r s   u nt i l   no w .   S he   i s   a l s o   v e r y   a c t i v e   i s upe r v i s i ng   po s t g r a dua t e   s t ud e n t s   bo t l o c a l   a nd   i nt e r na t i o na l   s t ud e n t s .   H e r   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   i nc l ud e   a dv a nc e d   T C A D   s i m u l a t i o ns   a nd   a na l y s i s   o f   s e m i c o nduc t o r   d e v i c e s ,   de s i g n   t e c hni q ue s   o f   F E T - ba s e d   M e m o r y   A ppl i c a t i o n ,   V a r i a b i l i t y   a nd  R e l i a b i l i t y   I s s ue   i N a no s c a l e   F E T   D e v i c e .   R e l i a b i l i t y   i s s ue   i nv o l v e s   s i m u l a t i o a nd   m e a s u r e m e nt   f r a m e w o r k   o f   N B T I   de g r a da t i o n .   L i f e t i m e   pr e di c t i o f o r   i m pr o v i ng   t he   r e l i a bi l i t y   c ha l l e ng e s   i n   t he   i n dus t r y .           Z a ha r a h   J o ha r i   r e c e i v e d   t h e   ba c he l o r s   de g r e e   i n   e l e c t r o ni c s ,   m a s t e r   i e l e c t r o ni c s   a nd   t e l e c o m m uni c a t i o n   a n d   P h . D .   d e g r e e   f r o m   U ni v e r s i t i   T e k no l o g i   M a l a y s i a ,   i n   200 8,   2 009   a nd   2013   r e s pe c t i v e l y .   S he   i s   c ur r e nt l y   a   s e n i o r   l e c t u r e r   i n   e l e c t r o n i c s   a t   t he   s a m e   u ni v e r s i t y .     H e r   r e s e a r c i nt e r e s t s   i nc l ud e   t he   i m pl e m e n t a t i o o f   a dv a nc e   m a t e r i a l   s uc a s   c a r bo na no t ub e s ,   g r a p he n e   a nd  o t h e r   s e m i c o nduc t o r   m a t e r i a l s   i n   e l e f f e c t   t r a ns i s t o r   a nd   s e ns i ng   de v i c e s .           R a z a l i   I s m a i l   r e c e i v e t he   B . S c .   a nd   M . S c .   de g r e e s   i E l e c t r i c a l   a n E l e c t r o ni c   E ng i n e e r i ng   f r o m   t he   U ni v e r s i t y   o f   N o t t i ng ha m ,   N o t t i ng ha m ,   U . K .   i n   1 980   a n 1 983  r e s pe c t i v e l y   a nd  t h e   P h. D .   d e g r e e   f r o m   C a m br i dg e   U ni v e r s i t y ,   C a m br i dg e ,   U . K . ,   i n   19 8 9.   I 19 84  he   j o i n e t h e   F a c ul t y   o f   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng ,   U n i v e r s i t i   T e k no l o g i   M a l a y s i a   a s   a   l e c t u r e r   i n   E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng .   H e   ha s   he l d   v a r i o us   f a c ul t y   po s i t i o n s   i nc l ud i ng   a s   H e a d   o f   D e pa r t m e n t   a nd   C h i e f   E d i t o r   o f   t he   un i v e r s i t y   j o ur na l .   H i s   m a i n   r e s e a r c h   i n t e r e s t   i s   i n   t he   f i e l d   o f   m i c r o e l e c t r o n i c s   w h i c h   i nc l ude s   t he   M o de l i ng   a nd   S i m u l a t i o o f   I C   F a b r i c a t i o P r o c e s s   a nd   M o de l i ng   o f   S e m i c o nduc t o r   D e v i c e s .   H i s   c u r r e nt   r e s e a r c i nt e r e s t   i s   i t he   e m e r g i ng   a r e a   o f   na no e l e c t r o n i c s   de v i c e s   f o c us i ng   o n   t h e   us e   o f   c a r bo n - ba s e d   m a t e r i a l s   a n no v e l   de v i c e   s t r uc t u r e s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.