Abstract
An analytical subthreshold swing (SS) model has been presented for double gate MOSFET(DGMOSFET) in this study. The results calculated by this model are more precise for about 10nm channel length and thickness than those derived from the previous models. The results of this model are compared with Medici simulation to varify the validity of this model, and good agreementes have been obtained. The changes of SS have been investigated for various channel lengths, channel thicknesses and gate oxide thicknesses using this model, given that these parameters are very important in design of DGMOSFET. This demonstrates that the proposed model provides useful data for design of nano-scale DGMOSFET. It is Known that the SS is improved to smaller ratios of channel thickness vs channel length and is smaller in very thin oxides. New gate dielectric materials with high permittivity have to be developed to enable design of nano-scale DGMOSFET.
이 연구에서는 더블게이트 MOSFET(DGMOSFET)에 대한 해석학적 서브문턱스윙(Subthreshold swing; SS) 모델을 제시하였다. 이 모델에서는 기존에 사용되었던 근사모델보다 채널길이, 채널두께가 10nm정도로 매우 작을 때에 더 정확한 결과를 유도할 수 있다. 본 연구에서 제시한 모델의 타당성을 증명하기 위하여 계산결과를 Medici 시뮬레이션 결과와 비교하였으며 잘 일치함을 관찰하였다. 본 연구에서 제시한 모델을 사용하여 DGMOSFET 설계시 중요한 채널길이, 채널두께 그리고 게이트 산화막의 두께 등의 요소 변화에 대한 SS의 변화를 관찰하였다. 관찰 결과 제시한 모델은 나노급 DGMOSFET소자 설계시 유용한 자료를 공급 할 것이다. 각 요소중 채널길이와 채널두께의 비는 작을수록 SS값이 향상됨을 알 수 있었으며 특히 산화막 두께가 작을 때 SS값은 현저히 작아지는 것을 알 수 있었다. 또한 나노급 DGMOSFET소자 설계를 가능하게 하기 위하여 유전율이 큰 게이트 유전체 재료가 개발되어야 할 것이다.
