Analysis of Subthreshold Swing for Double Gate MOSFET Using Gaussian Function

가우스함수를 이용한 DGMOSFET의 문턱전압이하 스윙분석

In this paper, the relationship of potential and charge distribution in channel for double gate(DG) MOSFET has been derived from Poisson's equation using Gaussian function. The subthreshold swing has been investigated according to projected range and standard projected deviation, variables of Gaussian function. The analytical potential distribution model has been derived from Poisson's equation, and subthreshold swing has been obtained from this model. The subthreshold swing has been defined as the derivative of gate voltage to drain current and is theoretically minimum of 60mS/dec, and very important factor in digital application. Those results of this potential model are compared with those of numerical simulation to verify this model. As a result, since potential model presented in this paper is good agreement with numerical model, the subthreshold swings have been analyzed according to the shape of Gaussian function.

본 연구에서는 가우스 함수를 이용한 포아송방정식으로부터 DGMOSFET에서 채널내 전위와 전하분포의 관계를 유도하고자 한다. 이때 가우스 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차에 대하여 문턱전압이하 스윙의 변화를 관찰하고자 한다. 포아송방정식으로부터 해석학적 전위분포 모델을 구하였으며 이를 이용하여 문턱전압이하 스윙값을 구하였다. 문턱전압이하 스윙은 게이트전압에 대한 드레인전류의 변화를 나타내고 이론적으론 최소값 60mV/dec을 나타내며 디지털소자응용에 매우 중요한 요소이다. 본 연구의 모델이 타당하다는 것을 입증하기 위하여 포텐셜 분포값을 수치해석학적 값과 비교하였다. 결과적으로 본 연구에서 제시한 포텐셜모델이 수치해석학적 시뮬레이션모델과 매우 잘 일치하였으며 가우스 함수의 형태에 따라 문턱전압이하 스윙을 분석하였다.