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반도체 채널층, 상기 반도체 채널층 상에 위치한 게이트 산화막, 상기 게이트 산화막 상에 위치하는 게이트 전극을 포함하는 MOS 소자의 게이트 산화막 터널링 특성 분석 방법으로서, 상기 방법은, 제일원리 계산 방법을 이용하여 상기 MOS 소자의 원자 구조를 생성하는 단계;상기 MOS 소자의 원자당 프로젝트 된 전자 상태 밀도를 산출하고, 상기 전자 상태 밀도를 바탕으로 상기 MOS 소자의 밴드갭 배열을 산출하는 단계; 제일원리 전자수송 특성 계산 방법을 통하여 상기 게이트 산화막의 터널링 스펙트럼을 계산하는 단계; 및상기 터널링 스펙트럼에 기초하여 상기 게이트 산화막의 터널링 전류 밀도를 계산하는 단계를 포함하고,상기 게이트 산화막의 터널링 스펙트럼은 하기 수학식 1과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 게이트 산화막 터널링 특성 분석 방법
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제1 항에 있어서, 상기 게이트 산화막은 0
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제2 항에 있어서, 상기 MOS 소자는 Ge 기반 나노 소자이며, 상기 게이트 산화막은 GeO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트 산화막 터널링 특성 분석 방법
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제1 항에 있어서, 상기 게이트 산화막의 터널링 전류 밀도는 전자 터널링 전류 밀도(Je) 또는 정공 터널링 전류 밀도(Jh)이며, 상기 전자 터널링 전류 밀도(Je)는 하기 수학식 2와 같이 계산되고, 상기 정공 터널링 전류 밀도(Jh)는 하기 수학식 3과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 게이트 산화막 터널링 특성 분석 방법
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제1 항에 있어서, 상기 제일원리 계산 방법을 이용하여 상기 MOS 소자의 원자 구조를 생성하는 단계는, 밀도 범함수 이론(density functional theory, DFT)을 기반으로 하는 제일원리 전자구조 계산 방법을 사용하며, 상기 게이트 산화막이 비정질 게이트 산화막인 경우, 비정질 산화물의 원자 구조 생성을 위해 제일원리 분자동력학 계산 방법이 더 고려되는 것을 포함하고, 상기 MOS 소자의 원자당 프로젝트 된 전자 상태 밀도(atom-PDOS)를 산출하고 상기 MOS 소자의 밴드갭 배열을 산출하는 단계는, 전자 구조 분석을 위해 전자간 상호작용을 추가적으로 고려한 국도 밀도 근사(LDA+U)가 사용하는 것을 포함 하는 것을 특징으로 하는 게이트 산화막 터널링 특성 분석 방법
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