비대칭 이중게이트 MOSFET에 대한 상·하단 문턱전압이하 스윙 분석

Analysis for Top and Bottom Subthreshold Swing of Asymmetric Double Gate MOSFET

본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 상 하단 게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙을 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 4단자소자로서 상단과 하단의 게이트단자에 별도의 전압을 인가할 수 있는 구조이다. 그러므로 문턱전압이하 영역에서 전송특성을 분석하기 위해선 상단게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙뿐만이 아니라 하단게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화도 분석하여야 한다. 이를 위하여 가우시안 분포함수를 이용한 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 구하여 문턱전압이하 스윙에 대한 해석학적 모델을 제시하였다. 이 문턱전압이하 모델을 이용하여 문턱전압이하 스윙을 상 하단 게이트 전압에 따라 관찰한 결과, 문턱전압이하 스윙은 게이트전압에 따라 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 상 하단 게이트 전압에 따라 전도중심이 변화하며 이로 인하여 문턱전압이하 스윙에 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.

This paper has analyzed the subthreshold swings for top and bottom gate voltages of asymmetric double gate(DG) MOSFET. The asymmetric DGMOSFET is four terminal device to be able to separately bias for top and bottom gates. The subthreshold swing, therefore, has to be analyze not only for top gate voltage, but also for bottom gate voltage. In the pursuit of this purpose, Poisson equation has been solved to obtain the analytical solution of potential distribution with Gaussian function, and the subthreshold swing model has been presented. As a result to observe the subthreshold swings for the change of top and bottom gate voltage using this subthreshold swing model, we know the subthreshold swings are greatly changed for gate voltages. Especially we know the conduction path has been changed for top and bottom gate voltage and this is expected to greatly influence on subthreshold swings.