Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering (한국정보통신학회논문지)

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Analysis of Subthreshold Characteristics for DGMOSFET according to Oxide Thickness Using Nonuniform Doping Distribution

비선형도핑분포를 이용한 DGMOSFET의 산화막두께에 대한 문턱전압이하 특성분석

  • Received : 2011.02.18
  • Accepted : 2011.03.11
  • Published : 2011.07.31
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Abstract

In this paper, the subthreshold characteristics have been analyzed for various oxide thickness of double gate MOSFET(DGMOSFET) using Poisson's equation with nonuniform doping distribution. The DGMOSFET is extensively been studying since it can shrink the short channel effects(SCEs) in nano device. The degradation of subthreshold swing(SS) known as SCEs has been presented using analytical for, of Poisson's equation with nonuniform doping distribution for DGMOSFET. The SS have been analyzed for, change of gate oxide thickness to be the most important structural parameters of DGMOSFET. To verify this potential and transport models of thus analytical Poisson's equation, the results have been compared with those of the numerical Poisson's equation, and subthreshold swing has been analyzed using this models for DGMOSFET.

본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 채널도핑이 비산형분포를 가질 때 게이트 산화막의 두께를 변화시키면서 문턱전압이하특성을 분석하였다. 이중게이트 MOSFET는 차세대 나노소자로서 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점 때문에 많은 연구가 진행 중에 있다. 이에 이중게이트 MOSFET에서 단채널효과로서 잘 알여진 문턱전압 이하 스윙의 저하에 대하여 비선형도핑분포를 이용한 포아송방정식의 분석학적 모델로 분석하고자 한다. 또한 나노소자인 이중게이트 MOSFET의 구조적 파라미터 중 가장 중요한 게이트 산화막의 두께에 대하여 문턱전압이하 특성을 분석하였다. 본 논문에서 사용한 분석학적 포아송방정식의 포텐셜모델 및 전송모델의 타당성을 입증하기 위하여 수치해석학적 결과값과 비교하였으며 이 모델을 이용하여 이중게이트 MOSFET의 문턱전압이하 스윙을 분석하였다.

Keywords

References

  1. L.Ge and J.G.Fossum,"Analytical Modeling of Quantization and Volume Inversion in Thin Si-Film DG MOSFETs", IEEE Trans. Electron Devices, vol. 40, No. 12, p.2326, 1993. https://doi.org/10.1109/16.249482
  2. D.S.Havaldar, G.Katti, N.DasGupta and A.DasGupta, "Subthreshold Current Model of FinFETs Based on Analytical Solution of 3-D Poisson's Equation,"
  3. J.P.Colinge, "Multiple-gate SOI MOSFETs," Solid State Electron., vol. 48, no. 6, pp.897-905,2004. https://doi.org/10.1016/j.sse.2003.12.020
  4. J.G.Fossum, M.M.Chowdhury, V.P. Trivedi ,T.J.King, Y.K.Choi, J.An and B.Yu,"Physical insights on design and modeling of nanoscale FinFETs," in IEDM Tech. Dig.,pp.679-682, 2003.
  5. H.K.Jung and S.Dimitrijev,"Analysis of Subthreshold Carrier Transport for Ultimate DGMOSFET," IEEE Trans. Electron Devices, vol. 53, no.4, pp.685-691, 2006. https://doi.org/10.1109/TED.2006.870282
  6. P.K. Tiwari, S. Kumar, S. Mittal, V. Srivastava, U. Pandey and S. Jit, "A 2D Analytical Model of the Channel Potential and Threshold Voltage of Double-Gate(DG) MOSFETs with Vertical Gaussian Doping Profile," IMPACT-2009, pp.52-55, 2009.
  7. G. Zhang, Z. Shao and K. Zhou, "Threshold voltage model for short channel FD-SOI MOSFETs with vertical Gaussian profile," IEEE Tran. Electron Devices, vol. 55, pp.803-809, 2008. https://doi.org/10.1109/TED.2007.914832
  8. Q.Chen, B.Agrawal and J.D.Meindl, "A Comprehensive Analytical Subthreshold Swing(S) Model for Double-Gate MOSFETs,"IEEE Trans. Electron Devices, vol. 49, no.6, pp.1086-10902, 2002. https://doi.org/10.1109/TED.2002.1003757

Cited by

  1. Analysis of Drain Induced Barrier Lowering for Double Gate MOSFET According to Channel Doping Concentration vol.16, pp.3, 2012, https://doi.org/10.6109/jkiice.2012.16.3.579
  2. 이중게이트 MOSFET에서 채널내 도핑분포에 대한 드레인유기장벽감소 의존성 vol.15, pp.9, 2011, https://doi.org/10.6109/jkiice.2011.15.9.2000
  3. DGMOSFET에서 채널내 전자분포에 따른 전도중심의 이동 vol.16, pp.4, 2011, https://doi.org/10.6109/jkiice.2012.16.4.805