Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   11 ,  No.   1 Febr uar y   2021 , pp.  232 ~ 239   IS S N:  20 88 - 8708 DOI: 10 .11 591/ ijece . v 11 i 1 . pp 232 - 239           232       Journ al h om e page http: // ij ece.i aesc or e.c om   Relation ship  of  d ra in in d uced bar rier l owe ring and  to p/b ott om  gate oxi de thick ness in  asymmet ric jun ctionl ess    doub le gate MOS FET       Ha k kee  Ju n g   Depa rtment  o E le c troni c   Eng ineeri ng,   Kuns an  N at ion al   Univ ersity ,   Repub li c   of   Korea       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   A pr   10, 202 0   Re vised  Jun  15 , 2020   Accepte Aug 13 , 202 0       The   re la t ionship   of  dra in  induc e bar rie r   lower i ng  (DIBL)  phen om enon  and   cha nne le ng th,   sili con  th ic knes s,  and  thi ckn esses  of  top  and  b ott om   gat e   oxide   fil m is  der ive for  as y m m et ric   junc t io nle ss   double   ga te   (JLDG )   MO S FETs.   The  cha ra cteri sti cs  bet wee n   the dra in   cur ren and the   gat vo ltag e   is  der ive b y   usi ng  t he  pote ntial  distri buti on  m odel   to  propose  in  thi pape r .   In  thi c ase ,   th thre shold   voltage  is  d efi n ed  as  the   cor respo nding  gate   volt ag when  th dra in  cu rre nt   i ( W/L 10 - 7 A,  and  th DIBL  r epr ese nt ing  the   cha ng in  t he  thre shold  vo lt ag with  resp ec to  th dra in   volt age   is   obta in ed.   As   r esult ,   w observ the  DIBL  is  p roporti ona to  th neg at iv thi rd    power  of   the  cha n nel  length  and   the  se cond  power  o the   sil ic o n   thi ckn ess  and  li nea r l y   propor tional  to  the   ge om et ric   m ea of  the   top    and  bott om   gat oxi d thic knesses ,   and  der ive   r elation  such  as   DIBL =25. 15 3  2  1  2 ,   w her e     is  st at i f ee db ac k   co ef fic i ent s   bet wee n   and   1.   Th   is  found  to  be   be twee 0. and   1. in  t his  m odel.     The   DIBL  m odel   of  thi pape has  bee observe to  be  in  good  agr ee m ent  with  t h e   r e s u l t   o f   o t h e r   p a p e r ,   s o   i t   c a n   b e   u s e d   i n   c i r c u i t   s i m u l a t i o n   s u c h   a s   S P I C E .   Ke yw or d s :   Asym m et ric   DI BL   Dou ble g at e   Ju nc ti on le ss   Ox i de  thic knes s   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  B Y - SA   l ic ense .     Corres pond in Aut h or :   Hakkee  Jun g,     Dep a rtm ent o f El ect ro nic  Eng ineerin g,   Kunsa n Nati on al  U ni ver sit y,   558 Dae hak - r o G un sa n Jeoll a buk - do  5415 0,   Republ ic of   Korea .   Em a il hk jung @ku ns an .ac. kr       1.   INTROD U CTION   In  order  to   re duce  short   cha nnel   e f fects   (S C Es)   kn own  as  seco nd a ry  e f fe ct s,  the   str uctu res  of  t hr ee - dim ension al   tr ansisto ha ve  been  de velo pe a nd  us e d.  T he   FinFE T   is  th m os us ed  c om m ercially   avail able  three - dim ension al   MOS FET   [1 - 4].  The  e xi sti ng   th ree - d i m ension al   str uc ture  m ai nly  us ed  a in ver si on - ty pe  MOSFET   us i ng  j unct io n - ba sed  str uctu re  w it dif fer e nt  do ping  ty pe  a nd  con ce ntrati on  betwee s ourc e/ dr ai and   c ha nnel but  rece ntly   reached   t he  li m it   of   t he  te ch nolo gy  of  f or m ing   j unct io with   decr ea sin g   ch ann e l   le ng th   to  na no  unit   [5 - 8].  T he   transist or   de velo ped  to  s ol ve  this  pro b le m   is  j unct io nl ess  MOSF ET   [9,  10] This  struct ur e   is  a accu m ula ti on - ty pe  MOS FET   t hat  ov e rc om e process   li m it a ti on by   do ping     t h e   s o u r c e / d r a i n   a n d   c h a n n e l   i n   t h e   s a m e   t y p e   a n d   c o n c e n t r a t i o n   [ 1 1 - 1 3 ] .   I n   t h e   c a s e   o f   t h e   s y m m e t r i c a l   j u n c t i o n l e s s   M O S F E T s ,   m a n y   s t u d i e s   h a v e   b e e n   c o n d u c t e d   [ 1 4 - 1 6 ] .   H o w e v e r ,   m a n y   s t u d i e s   o n   t h e   asy m m et ric  j unct io nless  MOSFET ca pab le   of   fabri cat ing   di f fe rent   top   an bo tt om   ox ide  thic kn e sses  an a pp l yi ng  dif fe re nt  to and  bott om   gate  volt ages   t each   oth e hav e   not  been  c onduct ed   [ 17 - 18] In  t his  pa per ,     we  pro po se   a a naly ti cal   po te ntial   m od el   to  a naly ze  the  dr ai in du ced  barrier  l oweri ng  ( DI BL of    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N:  20 88 - 8708       Rel ation s hi p of d r ain i nduce d ba r rie r loweri ng an to p/bott om gate  oxide  t hickness   …  ( H akkee J ung )   233   the  sec onda ry  ef fects   in   the   a sy m m e tric   junc ti on le s doubl gate   ( JLD G)  MOSFE T .   T he   D IBL   is  a f fect ed  by   channel  le ngth ,   sil ic on   thic kness  an ox i de  s tructu re  (t hick ness  a nd  diele c tric   const ant) I ge ne ral,  the  DI BL   is  pro portiona to  the  ne gative  thi rd   powe in  t he  c hannel  le ngth  a nd  the   seco nd  powe in  t he  sil ic on   thickne ss,  a nd  is  al so   li near ly   pr op or ti onal   to  the  oxide  fil m   thickness   [ 19,  20 ] T he   relat ion s hip   a m on   the  to a nd  bo tt o m   ox i de  film   thicknesses  and  the   D IBL   sh oul be  re - est ablished   sinc the  t op  a nd  bo tt om   ox i de  fil m   thickne sses  m ay   be  fa b ricat ed  dif fe re ntly   in  the  case  of  the   asym m et ric  s tructu re.  Ding   et   al pro po se t he  pote ntial   m od el   of  the  a sym m e tric   jun ct io n - based   double   ga te   MOSFE T   a nd  analy ze th shor t   channel  e f fect [ 21 ] Ra ksh aram   et   al analy zed  the   s hort  c hannel  ef fect  us in t he  po te ntial   m od el   of     the  sym m et ric al   JLD MO S FET   [ 22] H oweve r th res earch  on  the   a sy m m e tric   JLDG  MOS FET s   is  ver y   insuf fici ent.   In  this   pa per we   m od ifie the   po te ntial   m od el   of  Ding   et   al .   to   be  a ppli cab le   to   the   j unct ion le s s   MOSFE T a nd  der i ved   t he  po t entia m od el   of   the  asy m m et ri JLD MO S FET .   W will   pr ese nt  a anal y ti ca l   m od el  o f DIB L  for  c ha nn el   di m ension and t op a nd bott om  o xid e t hick ness t ap ply i n SP I CE.       2.   THRESH OL D VOLT A GE  AND DIBL   O F A S Y M METRIC  J L DG M OSFET   Figure   s hows  a   sc hem atic  diag ram   of  the   asy m m etr ic   JL D M OS FE T   us e in  this   pap e r .     The  sourc a nd  dr ai we re  he avily   dope with  n +   an t he   cha nnel   was   al so  do ped  w it N d =3.5 × 10 19 /cm 3   The  to a nd b ot to m   gate  volt ages  a re  V gt   a nd  V gb   resp ect i vely L g   is  gate  le ng t h,   t si   is  sil ic on  thick ness a nd  t ox1   and  t ox2   a re   the   ox i de   thick nes ses  of  the   t op  a nd  bo tt om res pecti vely . T he   V s   a nd  V d   are   t he  volt ages   of  so urce  and   drai n,   res pecti vely The   po te ntial   distr ibu ti on  m od ifie usi ng  the  Po iss on   e quat ion   a nd  the  bo unda ry   conditi on of  Di ng s m od el  ca n be e xpres sed  a f ollow s  [2 1 ].           Figure  1. Sc he m at ic  cro ss - sect ion al  d ia gr am  o f  the asym m e tric  JLDG M O SFET           1 , s i n d sn gg n Vx nx x y V A y LL ,   (1)     nn k y k y n n n n n A y C e D e f k       4     ,   1 , 3 , 5 ,     0 ,                     2 , 4 , 6 , d n si qN n f n n         2 2 1 2 1 2 1 2 2 22 12 ( ) ( ) 11 ( ) ( 1 ) n s i n s i n s i s i n o x n n n ox kt o x s i n n n n n kt o x s i n n kt o x o x s i n k C f G k C r C k f H k e C C k r e k C C k e           2 2 1 2 1 2 1 2 2 22 12 ( ) ( ) 11 ( ) ( 1 ) n s i n s i n s i n s i kt s i n o x n n n kt ox o x s i n n n n n kt o x s i n n kt o x o x s i n k C f G k e Ce r C k f H k D C k r e k C C k e             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  11 , No 1,   Febr uar y   2021     232   -   239   234   2 2     1 , 3 , 5 ,       0                                                                                   2 , 4 , 6 , s g t f b t d n V V V V n G n n          2 2 ,   1 , 3 , 5 ,       0 ,                                                                                         2 , 4 , 6 , s g b f b b d n V V V V n H n n         21   ,     o x o x n g C r C k n L  .     wh e re  ε si   is  t he   diele ct ric  co nst ant  of  sil ic on V fbt   is  the   flat - ba nd  vo lt age   of   t he  t op  gate an V fbb   is  th flat - band  vo lt age  of   the  bo tt om  gate.  C ox1 (= ε t ox1 / t ox1 and   C ox2 (= ε tox2 / t ox2 a re  the  gate  oxide  ca pacit an ces  of    t h e   t o p   a n d   b o t t o m   s i d e s .   S i n c e   t h e   s i l i c o n   d i o x i d e   i s   u s e d   a s   t o p   a n d   b o t t o m   g a t e   o x i d e   m a t e r i a l s ,   ε t o x 1 = ε t o x 2 = 3 . 9 .   In   t he  case  of   the  j unct io nless  str uctur e m os of  th m ov in el ect ric  c harges  i the  channel  a re   known  t m ove  thr ough  the  c entral  axis  ( y = t si /2),   a nd  the  re la ti on sh i bet ween  the  dr ai curre nt  an th gate  vo lt age  in  t he  s ub t hr es hold  re gion ca n be  deri ved   from  the diffusi on - dr ift c urren t e quat io n o ( 2).     0 0 1 e x p 1 ( , ) e x p g si d in d L t qV q n W k T kT I dx q x y dy kT            (2)     wh e re  k   is  Bolt z m ann ' con sta nt,  T   is  abso l ute  tem per at ure,  n i   is  the  el e ct ron  co ncen tr at ion   of  the  in trinsic   sem ic on duct or,   μ n   is t he  elec tr on m ob il it y, and   W   is a c hann el  w idth   The  res ult  of  dr ai cu rr e nt - gate  volt age  obta ined  us i ng   (2)  is  com pared  with  t he  re su lt of   2D   si m ulat ion   an Xie’s   m od el   [ 23 ]   i Fi g ure   2.   As   re su lt it   cou ld   be  ob s erv e t hat  they   coinci de  with   eac oth e in  t he  re gion  be lo the   thres ho l vo lt age.  T he refor e the   po te ntial   distrib ution  of  (1)  prese nted  i this   pap e is  valid,   an the  validi ty   of   the  drai curre nt - gate  volt age  r el at ionship  obta ined   us in this  pote ntial   distrib ution  is  al so   pr ov e d.   I this  pa per,  the   thres hold  vo lt age  V th   is  def i ne us in the   de finiti on   of  th re sh ol vo lt age  us e i TCA [ 24 - 25] I ot her   w ords,   t he  thr es ho l volt age  is   def i ned   as  t he   gate  volt age  a wh e n   th e drai n cu rr e nt is e qu al  t ( 3).       7 10 d g W IA L        (3)     T he n,  t he DIB L is obtai ne d b y usin g (4).     ( 0 . 0 5 ) ( 0 . 5 5 ) 0 . 5 t h d t h d V V V V V V D I B L V   (4)     i this  pa per ,   the  DI BLs   obta ined  us i ng   ( 4)  will   be  e xpress ed  acc ordin t c hannel  le ng th,  sil ic on  thic kn e ss,   and to a nd bo tt o m  o xid e  thic kn e ss.           Figure.  2. Com par is ons  of  t he drai c urren t - ga te  v olta ge  c ha racteri sti cs for   this m od el  w it h resu lt of 2D   si m ulati on  and  X ie ’s  m od el   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N:  20 88 - 8708       Rel ation s hi p of d r ain i nduce d ba r rie r loweri ng an to p/bott om gate  oxide  t hickness   …  ( H akkee J ung )   235   3.   E X T R AC TI O N   O DIBL  MO DEL FO R  A S Y MM ET RIC J L DG M OSFET   First,  the  asy m m et ric  ty pe  ca be  fabrica te diff e re ntly   in  the  top   a nd  bo tt o m   ox ide  film   thickness ,   un li ke  t he  sym m et ric  ty pe.   Ther e fore,  DI B L' con to ur   c urves  f or   the  va riat ion of   t he  top   a nd   bott om   gate  o xi de  thic knes are  sho wn  in  Fi gure   3.  It  was  fou nd  tha the  to a nd  bo tt om   gate  oxides   we re  i inv e rse   pro portion  to   e ach  oth e i order  to  m ai ntain  c on sta nt  DIB as  s how i Fi gure   3,  a nd  the   DI BL   inc reased   a s   t h e   o x i d e   t h i c k n e s s   i n c r e a s e d .   F r o m   t h e   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   t h e   c u r v e ,   i t   c a n   b e   s e e n   t h a t   t h e   D I B L   c h a n g e s   a c c o r d i n g   t o   t h e   p r o d u c t   o f   t h e   t o p   a n d   b o t t o m   o x i d e   t h i c k n e s s e s ,   w h i c h   i n   t u r n   c h a n g e s   a c c o r d i n g   t o   t h e   g e o m e t r i c   m e a n   o f   t h e   t o p   a n d   b o t t o m   g a t e   o x i d e   t h i c k n e s s e s .   I n   o t h e r   w o r d s ,   t h e   r e l a t i o n s h i p   o f   ( 5 )   w i l l   b e   est ablishe d.       12 o x o x D I B L t t    (5)     To  dem on strat the  validit of   ( 5),  the  va r ia ti on   of   DI B with  res pect  to  the  geo m etr ic   m ean  of     the  to a nd  bo tt o m   gate  ox i de   thick nesses   i sho wn  with  the  sil ic on  thic kn e ss  as   pa r a m et er   in  Fi g ure   4.     As  pr e dicte i Fi gu re   3,  we   can  obser ve   that  the   D IBL  i pro portio nal  to   1  2 The refo re  (5)  woul be  valid.   The   ob s er vation  f or  the   sil ic on  th ic kn ess   use a par am et er  sh ows   that  the   D IBL  inc reas es  an   the  incre asi n rate  (th li near  slop e   in  Fi gur e   4)  al so   i ncr e ases  as  the  sil ic on  thick ness  i ncr ease s.  T his  m eans  that t he DIBL   do e no t i ncr ea se li near ly  whe sil ic on thic kness i ncr ease li near ly .             Figure  3. Co nto urs  of DIBLs  for  the  to a nd  bo tt om   gate oxide  thic kn e sses  i the   case o c hanne l l eng th   of 2 0nm  an si li con  thic kness  of  5 nm     Figure  4. Re la ti on   of  DI BLs  for t he ge om et ri c m ean  of the t op and  bo t tom  g at oxide thick ness es  w it h   the sil ic on thic kn e ss as  par a m et er       T h e   v a r i a t i o n   o f   t h e   D I B L   w i t h   s i l i c o n   t h i c k n e s s   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   5   i n   o r d e r   t o   f i n d   o u t   t h e   re la ti on sh i of   D IBL  an sil ic on   thick ness In   ge ne ral,  in  doub le - gate  MOSFET s,  the   DI BL  is  known  to  be  pro port ion al   to  the  sq ua re  of  sil ic on   thick n ess  [20].  As  ca be  seen  in  Fi gure   5,   the  DIB is  pr oport ion al   to  the  squ are  of  sil ic on   thick ne ss  for  not  on ly   the  sy m m et ri cal   JLDG   MO SFETs  wit th sa m top   and   bott om   gate  ox i de  thickne ss,  but  al so   the  asy m m et ric  JLDG   MOSFET with  th top  g at ox i de  thick nes of   2 nm   and   the  bott om   g a t e   o x i d e   t h i c k n e s s   o f   1 n m .   N o t e   t h a t   i n   t h e   c a s e   o f   t h e   a s y m m e t r i c   J L D G   M O S F E T ,   t h e   s a m e   r e s u l t s   a r e   o b t a i n e d   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   3   a n d   F i g u r e   4   e v e n   i f   t h e   t o p   a n d   b o t t o m   g a t e   o x i d e   t h i c k n e s s e s   a r e   inte rch a nged .   As  can  be  see in  Figure   5,  the  DI BL  ch ang e with  ch ann el   le ngth.  Ther e f or e,  Fi gure  s hows     the  DI BL  of  the  JLD MO SFET  with  th sy m m et ric  a nd   asy m m et ric   ox ide  thic kn e ss  wh e the  sil ic on  t h i c k n e s s   i s   5 n m   i n   o r d e r   t o   o b s e r v e   t h e   v a r i a t i o n   o f   D I B L   w i t h   r e s p e c t   t o   c h a n n e l   l e n g t h .   A s   w i t h   t h e   c o n v e n t i o n a l   C M O S F E T   [ 1 7 ] ,   w e   c a n   s e e   t h a t   t h e   J L D G   M O S F E T   i s   p r o p o r t i o n a l   t o   t h e   n e g a t i v e   t h i r d   powe of  the  c ha nn el   le ng th .   I ad diti on it   can  be  s een  that  not  only   the  sy m m e tric   ty pe  bu al so   the  asy m m etr ic   JLD MO SFETs   hav i ng   diff e re nt  top   and   bo tt om  g at e o xid e thick nesses  are  equ al ly  p r oport ion al  to  the n e gative thir po wer   of   the  channel  le ngth.  I this  pa pe r,   the  D IBL  is  ob se rv e f or   t he  JLD MOS FET  with   cha nnel   le ng th  of   m or e   than   10 nm For  the   JL DG  M OS FE T with  channel  le ng t hs  bel ow  10 n m ,   ad diti on al   sec onda ry  ef fects,   su c a tunneli ng,  ha ve   to  be  a n al yz ed  qua ntu m   m echan ic al ly   [26,   27 ] .   Ta ke tog et her   t he  ab ov res ults,  th DI B L   can  be  e xpress ed  as  the  fo ll owin g (6).     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  11 , No 1,   Febr uar y   2021     232   -   239   236         Figure  5.   DI B Ls for si li con thick nesses  w it c hannel  le ng th  and  oxi de  thic kn e ss as  p a ram et ers     Figure  6. D IB Ls for cha nnel   le ng th  in  t he   ca se of  sil ic on  thic kn e ss of  5 nm  w it h o xid   thickne ss as  a  par am et er       32 12 g s i o x o x D I B L A L t t t    (6)     wh e re  A   is  the   pro portio nal  c on sta nt  an   is  the  SP ICE  para m et er  known  as  the  sta ti fe edb ac c oe ff ic ie nt.   To  obta in  A th value  of   A   is  firstly   ob ta ine from   the  fo ll owin ( 7)  b us i ng   t he  cha nnel   siz and   t he  ox ide  fil m  thickn ess   us e to  calc ula te  the DIBL.     32 12 / g s i o x o x A D I B L L t t t    (7)     The  m axi m u m   value  obta ine us i ng   ( 7)  is  25.15,  a nd   A   i set   to  25 . 15   t obta in  reas on a ble  ra ng of   the  sta ti f eedb ac c oeffici ents.  The  sta ti feed bac c oeffici ents   thus  ob ta ine are   sh ow in  Fig ur e   7.  Figure  7 (a ),   ( b),  an (c)   show  case  in   wh ic the   to a nd   bott om  gate  oxide   la ye rs  ha ve  th sam sy m m e tric al   s tructu re.  H ow ever,  the  sam ty pe  of   relat ion s hip   grap hs   can  be  de rive in  the  case  of     the  asy m m et ri JLD G   MOS FETs  i the   to a nd  bo tt om   gate  ox i de  thic kn e ss es  a re  a dj us te to   ha ve  t he  sam e   geo m et ric  m ea for  the   to a nd  bott om   gate  oxide  t hick nes ses  as  desc ribe a bove.  T he  r easo f or  this  i tha t   they   sh ow  the  sam e   DI BL  res ults.  As  ca be   seen  in  Fi gure   7,   it   can  be  ob serv e that  as  t he  ge om et ric  m ean  of  the   to a nd  bo tt om   oxide   thick nesses   inc reases,   the   ra nge  of   the  sta ti feed bac coe f fici ent  increas es  and  the  c hange  acc ordin t t he  si li con   t hick ness   al so  increa ses.   I ge ner al ,   the   SP ICE  par am et er,  sta ti feed back  coeffic ie nt,  ha value  between   a nd   1,  so   the  D IBL   m od el   is  rea so na ble  f or  th asym m e tric   JLD MOSFET pres ented  in  t his  pa per.  I ot her  words,  t he  D IBL   m od el   of   t he  a sy m m e tric   JLDG   M OS F ET can  be   expresse d by t he follo wing  ( 8) d e pe nd i ng on th e  ch a nnel  l eng t h,   sil ic on  t hick ness, an d o xid film  th ic kn ess.     32 12 2 5 . 1 5 g s i o x o x D I B L L t t t    (8)     It  ca be   seen   f ro m   Fig u re   t hat  the   sta ti fee dback   c oe ff ic ie nt  is   a ppr oxim a te ly   0. 5 <     < 1. i   the  cha nnel   di m ension   a nd  ox i de  thic kn e s ra ng cal c ul at ed  in  t his  pa per.   I orde r   to  ver ify   the   va li dity    of  ( 8),  the  D I BL  values  obt ai ned   f ro m   R aks har am ’s  m od el   [ 22]   and  t he  analy ti cal  DI BL  m od el   of   ( 8)  pr ese nted  i this  pa per   a re  com par ed  i Figure  8.  A can  be  see i Fig ur e   8,   it   can  be  obser ved   t hat     the  DI BL  obta ined  us i ng   Ra ks ha ram ' m od el   fall within  the   range  w he the  sta ti feed bac coe ff ic i ent  i s   betwee 0.5  a nd  1.0   in  ( 8) .   Ther e f or e,   the   DI B ca be   obta ined   acc ordi ng  to  t he  c hannel  dim ension   a nd    the  top   a nd  bo tt o m   ox ide  thi ckn e ss  by  a djust ing   the  sta ti feedbac coe f fici ent.  As  ca be  seen  i Fig ur e   8,   the  cha nge  of  DI BL  with  re s pect  to  the  c ha ng of  the  st at ic   feed bac coeffic ie nt  is  s m al as  the  chan nel  le ng th  i ncr ea s es,  but  the  DIB changes  si gn i ficantl with  th c hange  of   t he  sta ti feed bac c oeffic ie nt  as    the  channel  le ng t dec reases Ther e f or e,  t he   sh ort er  the  c hannel  le ngth,  the  m or care  m us be  ta ken   wh e determ ining  th e stat ic  f eed ba ck  c oeffici ent.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N:  20 88 - 8708       Rel ation s hi p of d r ain i nduce d ba r rie r loweri ng an to p/bott om gate  oxide  t hickness   …  ( H akkee J ung )   237       (a)   (b)       (c)     Figure  7. Stat ic  f ee db ac c oe f fici ents for  cha nn el  le ng t h wit sil ic on thic kness a nd  ox i de t hickn e ss as   par am et ers  in t he  case  of  (a)   t ox1 = t ox2 =1 nm, ( b)  tox 1 = tox 2 =2 nm , and (c)  tox1 = tox 2 = 3 nm           Figure  8. Com par is ons  of  t he DIBL  m od el  of (8 a nd Raks har am ’s  m od el       4.   CONCL US I O N   In   t his  pa pe r,   t he  relat io nship   am on the  de vice  dim ension  su c as  c ha nnel   le ng th sil ic on  thick ness ,   and   t op   a nd  bo tt o m   ox ide  thi ckn e ss  an DIB of   the  a sym m e tric   JLDG  MOSFET  is  de rive d.   I gen e ral,  f or   sy m m e tric al   do uble   gate  MO SFETs,  D IBL  is  pro portion al   to  the  ne gativ third  po wer   of   t he  c hannel  le ng th ,   the seco nd po wer   of  t he  sil ic on  t hick n ess, a nd  li nea rly  to  oxide thic kness.  I t he  case o f a sy m m e try , h oweve r ,   t h e   r e l a t i o n s h i p   t h a t   t h e   D I B L   i s   l i n e a r l y   p r o p o r t i o n a l   t o   t h e   o x i d e   l a y e r   m u s t   b e   c o r r e c t e d   s i n c e   the  thic kn es s es  of  the  oxid la ye rs  at   t he  to and  the   bott om   can  be  fa br ic at ed  dif f ere nt ly As  res ul t,  it   was  fou nd  that     the  asy m m et ri JLD MOS FET  is  pro port ion al   to  the  ge om et ric  m ean  of   the  gate  oxi de  thick ness  at   the  top  and   bott om The  sam relat i on s hi can  be   us ed  f or   sym m et rical   JLDG   MOS FETs  with  the  sam ox i de  thickne ss  at   th top   a nd  b ott om In   add it ion,   we  can o bse r ve   that  the  DI B m od el   prese nted  in  t his  pa per   is  in  good  ag reem e nt  with  the  m od el   pr esent ed  in  oth e pa per.  The  sta ti feedback  c oeffici ent,  w hi ch  i s     par am et er  use in  t he  S PI C DI B m od el   of   CM OS F ET is  know to  be   ab ou 0.7.  In  the  D IBL  m od el   of   the   asy m m et ri JLD M OSFET  pr ese nted   in  this   pa per,  the  sta ti fee dback   coe ff ic ie nt  ha value   betwee 0.5  an 1.0.  It   is  belie ved   th at   this  m od el   can  be  us e s uffici ently   in  ci rcu it   si m ulati on   program su c as   SPI CE.  T hese  resu lt will  serve as  the  basis  fo r fu t ur fa br i cat ion   of the a s ymm et ric JLD MO SFET s.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  11 , No 1,   Febr uar y   2021     232   -   239   238   REFERE NCE S   [1]   R.   S.  Pal ,   S.  Sh arma,   and  S .   Da sgupta,   Recent   Tre nd  of  FinF E Devices  and  i ts  Chal l enge s:  Revi ew,”  201 Confe renc on   E merging  Dev i ce s   and  Smar S ystem s ( ICEDSS ) ,   Tiruche ngode pp .   150 - 154 ,   2017 .     [2]   S.  Yoo,  H.  Kim,   M.  Kang,   and  H.  Shin,  Anal y sis  of  Self - Hea ting  Eff ec in  7   nm   Node  Bulk  F inFET   Device,”   Journal   of   Semi c onduct or Tec hno logy   and   Sc ie nc e ,   vol .   16 ,   no .   2 ,   p p.   204 - 209 ,   201 6.     [3]   Y.  S.  Chauha n,   D.  D.  Lu,   V.  Sriramkum ar,   S.  Khande lwal,  FinF ET   Modeling  for  IC  Sim ul at ion  and  Desig n:   Us ing  the   BS IM - CMG   Standa rd,”  A cade mi Pr ess ,   London ,   2015 .   [4]   A.  N.  Moulai   K hat ir ,   A.  Guen - Bouaz z and  B .   Bouaz z a,   3D  Sim ula ti on  of  Fi Geom et r y   Inf l uenc e   on  Corn e r   Eff ect  in  Multi fi Dual  and  Tri - g at SO I - FinF ETs , ”  TEL KOMNIKA  Indone sian  J ournal  of  El ectri cal   Engi n ee ring vol.   12 ,   no .   4 ,   pp .   3253 - 3256 ,   20 14.     [5]   S.  I.   Am in,   and   R.   K.  Sarin ,   Dire ct   tunne l ing  ga te   cur r ent   m odel  for  s y m m et ric   d ouble   ga te   junc t i o nle ss   tra nsisto r   with  SiO2/hig h - gate  st ac ked   di el e ct ri c,”  Journal   of   Semi conduc t or ,   vol. 37, no. 3 ,   2016 .       [6]   Y.  H.  Shin,   S.  W eon,   D.  Hong  and  I.  Yun,  Anal y tica Model   f or  Juncti onl ess  Double - Gate  FE in  Subthr eshol Regi on, ”  I EE E   Tr ansacti ons on  E le c tron   Dev i ce s ,   vol.   64 ,   no .   4 ,   pp .   1433 - 1440 ,   20 17.     [7]   I.   Hus sain,   M.   Vac ca,  F.   Rie n t e,   and  M.  Gr az i ano,   Unifie d   Approac for   Perform anc e   Deg rad ation  Anal y si f r o m   T r a n s i s t o r   t o   g a t e   L e v e l ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E ) ,   v o l .   8 ,   n o .   1 ,   p p .   4 1 2 - 4 2 0 ,   2 0 1 8 .     [8]   V.  Kum ari ,   A .   Kum ar,   M.  Saxe na,   and  M.   Gupt a,   Stud y   of   Ga uss ia Doped  D ouble   Ga te   Jun c ti onle ss   (GD - DG - JL)  tra nsistor  i ncl uding  sourc e   dra in  depletio le ngth:   Mode for  sub - thre shold  beha vior , ”  Superlat tices  an Mic ros tr uct ures ,   vol. 113, pp. 57 - 70,   2018 .     [9]   K.  E.   Kah aru di n,   F.  Sale hudd i n,   A.  S.  M.  Z ain  and  A.  F.  Ro slan,   Geom et ri and  proc ess  design  of  ult r a - th in   junc ti on le ss   double   gate  ver tica MO S FETs ,”   Inte rnational   Jo urnal  of  El ec tri cal   and  Computer  Engi ne ering   ( IJE CE ) ,   vol. 9,  no.   4 ,   pp .   2863 - 2873,   2019 .     [10]   K.  E.   Kaha r udin ,   Z.   A.  F.  M.  N api ah ,   F.  Sale hu ddin,   A.  S.  Z ai n   and  A.  F.  Roslan,   Anal y s is  of  ana log  and  R F   beha viors  in  ju nct ionless   doubl ga te   v ertical  MO S FET,   Bull et in  o El e ct ri c al  Engi n ee ring   and  Informatic s   ( BE EI) ,   vol. 9, n o.   1 ,   pp .   101 - 10 8,   2020 .     [11]   S.  I.   Am in,  and  R.   K.  Sar in,  Juncti onl ess  tra nsi stor:  rev ie w, ”  Thir Inte rnatio nal  Confe ren ce  on  Computati on al  Inte lligen ce and Inform ati on  Tec hnology   ( CIIT 2013) ,   Mum bai ,   p p.   432 - 439 ,   201 3.   [12]   V.  Kum ari ,   N.  Modi,   M.  Saxena ,   and  M.  Gupta,   Modeli ng  and  sim ula ti on  of  D ouble   gat Junct ionl ess  Tra nsisto r   conside ring   frin ging  fi el eff e ct s , ”  So li d - Sta te E l ec troni cs ,   vo l. 1 07,   pp .   20 - 29 ,   2 015.     [13]   K.  E.   Kah aru di n,   F.  Sale hudd i n,   A.  S.  M.  Z ain  and  A.  F.  R o slan,   Geom et ri and  proc ess  design  of  ult r a - th in   junc ti on le ss   dou ble   ga te   v ert i cal  MO SF ET s,”   Inte rnational   Jo urnal  of  Elec tri cal   and  Compu te Engi n ee ring   ( IJE CE) ,   vol. 9,  no.   4 ,   pp .   2863 - 2873,   2019 .     [14]   H.  Jung,  “SPIC Model  of  Drain   Induc ed  Barr i er  Lowe rin g   in  S y m m et ric   Juncti onle ss   Double  Gate   MO SF ET ,   Inte rnational   Jo urnal  of  GEOM ATE ,   vo l. 16, no. 55, pp. 20 - 27,   2 019.     [15]   B.   Singh,  D.  Gola,   K.  Singh,  E.   Geol,   S.  Kum ar,   S.  Jit,   Analy tic al   m odel ing  of  subthreshold  cha r ac t eri sti cs  of  ion - implant ed  s y m m et ric   do ubl gat junc t ionless   fie ld  eff ect  t ran sistors,”   Ma t erial scie n ce   i semic onduct o proce ss ing ,   vol .   58,   pp .   82 - 88 ,   2 017.     [16]   V.  Kum ari ,   A.  Kum ar,   M.  Saxena ,   and  M.  Gupt a,   Empirical  Model  for  Nonunif orm l y   Doped  S y m m et ric   Double - Gate   junc t ionless   Tra nsistor, ”  in  IEE E   Tr ansacti o ns on  Elec tron De vice s ,   vol. 65 .   No.  1,   pp.   314 - 3 21,   2018 .       [17]   Y.  W ang,   Y.  Ta ng,   L.   Sun  an F.  Cao,   Hig per form anc of  junc ti onl ess  MO S FET  with  as y m m et ric   ga te,”  Superlat tices  an Mic ros truct ure s ,   vol. 97, pp. 8 - 14,   2016 .     [18]   M.  S.  Islam,  J.   Afza ,   and  S.  Ta r annum,  Modelling  and  Perform anc e   Anal y sis  of   As y m m et ric   Do uble   Gat Sta ck - Oxide  Junct ionless   FET  in   Subthreshold  Reg ion , ”  2017   IE EE   R egi on  10   Hum anit arian  Techno logy   Conf ere nc e   ( R10 - HT C ) ,   Dhaka ,   pp .   538 - 541 ,   2017.   [19]   S.  Dim it rijev,   Princi pl es  of   Sem ic onduc tor  Dev i ce s,”   Oxford  Uni ve rs it y   Press ,   Ne w York,   2012.   [20]   H.  Jung,  Drain   Induc ed  Barr ie Lowe ring(D IBL)  SP ICE  M odel   for  Sub - 10  nm   Low   Do ped  Double  Gate   MO S FET, ”  Jou rnal   of  the   Korea  Instit ute   of   Information  a nd  Comm uni cat ion  Engi nee ring ,   vol.   21,   no.   8,     pp.   1465 - 1470 ,   2017.       [21]   Z .   D i n g ,   G .   H u ,   J .   G u ,   R .   L i u ,   L .   W a n g ,   a n d   T .   T a n g ,   A n   a n a l y t i c   m o d e l   f o r   c h a n n e l   p o t e n t i a l   a n d   s u b t h r e s h o l d   s w i n g   o f   t h e   s y m m e t r i c   a n d   a s y m m e t r i c   d o u b l e - g a t e   M O S F E T s ,   M i c r o e l e c t r o n i c s   J o u r n a l ,   v o l .   4 2 ,   n o .   3 ,   p p .   5 1 5 - 5 1 9 ,   2 0 1 1 .     [22]   Rakshar am,  and   A.  K.  Dut ta,  unifi ed  anal y t ic a dra in  cur r en m odel   for  Dou ble - Gat jun ct io nle ss   Fiel d - Ef fe c t   Tra nsistors in cl u ding  short  cha nn el   eff e ct s, ”  Sol id - Stat e   Elec tronics ,   vol .   130,   pp.   3 3 - 40,   2017 .     [23]   Q.  Xie,   Z .   W an g,   and   Y.  Ta ur ,   Anal y sis  of   Short - Channel  Ef fec ts  in  Junct io nle ss   DG   MO S FETs, ”  in  IE EE  Tr ansacti ons on Electron  De vi c e s ,   vol. 64, no. 8,  pp.   3511 - 3514 ,   2017.   [24]   A.  Ortiz - Conde ,   F.  J.  Garc ia - San che z ,   J.  Muci,   A .   T.   Barr ios,  J.  J.   Li ou,   and  C.   Ho ,   Revi siti ng  MO SF ET   thre shold  volt ag ex tracti o m et hods,”   Micr oel ectronics  R e li ability ,   vo l. 53, no. 1, pp. 90 - 10 4,   2013 .       [25]   T C A D   M a n u a l ,   P a r t   4 :   I N S P E C ,   I S E   I n t e g r a t e d   S y s t e m s   E n g i n e e r i n g   A G ,   Z u r i c h ,   S w i t z e r l a n d ,   2 0 0 1 ,   p . 5 6 ,   v e r .   7 . 5 .   [26]   J.  Le e,   Y.  Kim ,   S.  Cho,   Design   of  poly - Si  Juncti onle ss   fin - cha n nel   FET  with  quant um - m ec hanic al   drift - di ffusion   m o d e l s   f o r   s u b - 10 - n m   t e c h n o l o g y   n o d e s ,   i n   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   E l e c t r o n   D e v i c e s ,   v o l .   6 3 ,   n o .   1 2 ,   p p .   4 6 1 0 - 4 6 1 6 ,   2 0 1 6 .      [27]   D.  Shafiz ade,  M.  Shalc hi an,   and  F.  Jaz ae ri ,   Ultra thi Juncti on le s Nanowire   FET  Model,   Inc ludi n 2 - Quantum   Confine m ent s,”   in  IE EE Tr ansacti ons on Electro Dev i ce s ,   vol .   6 6,   no .   9 ,   pp .   410 1 - 4106,   2019 .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N:  20 88 - 8708       Rel ation s hi p of d r ain i nduce d ba r rie r loweri ng an to p/bott om gate  oxide  t hickness   …  ( H akkee J ung )   239   BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS       Pr of.   Hak  Kee  Jun g   rec ei ved  t he  B. S.  deg ree   f rom   Ajou  Univer sit y ,   Korea ,   in  1983,   the   M.S .   and  Ph.D.  degr e es  from   Yon sei  Univer sit y ,   Se oul,   Korea ,   in  1 985,   1990,   resp ec t ive l y ,   all  in  el e ct roni engi n ee ring .   In  1990,   he  joi ned  Kuns an  Nati onal   Univ ersity ,   Chonbuk,   Korea ,   wher he  is  cur ren t l y   a   Profess or  in  depa rtment  of  elec troni eng ineeri ng.   From   1995  t 1995,   he  hel   rese a rch   posit ion  with  th Elec tron ic   Eng ineeri ng  Depa r tme nt,   Os aka   Univ ersity ,   Os ak a,  Japa n.   From   20 04  to  2005 ,   an 2016  to   2017 ,   he   was  with   t he  School   o Microe l ec tron ic   Engi ne eri ng,   Griffi th  Univ ersity ,   Nath an,   QL D,  Aus tra lia.   His  rese arc h   in te rests  in cl ud e   sem ic onduct or  d evi c p h y s i c s   a n d   d e v i c e   m o d e l i n g   w i t h   a   s t r o n g   e m p h a s i s   o n   q u a n t u m   t r a n s p o r t   a n d   M o n t e   C a r l o   s i m u l a t i o n s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.