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Analysis of Tunneling Transition by Characteristics of Gate Oxide for Nano Structure FinFET

나노구조 FinFET에서 게이트산화막의 특성에 따른 터널링의 변화분석

  • 정학기 (군산대학교 전자정보공학부)
  • Published : 2008.09.30

Abstract

In this paper, it has been analyzed how transport characteristics is influenced on gate oxide properties in the subthreshold region as nano structure FinFET is fabricated. The analytical model is used to derive transport model, and Possion equation is used to obtain analytical model. The thermionic emission and tunneling current to have an influence on subthreshold current conduction are analyzed for nano-structure FinFET, and subthreshold swings of this paper are compared with those of two dimensional simulation to verify this model. As a result, transport model presented in this paper is good agreement with two dimensional simulation model, and this study shows that the transport characteristics have been changed by gate oxide properties. As gate length becomes smaller, funneling characteristics, one of the most important transport mechanism, have been analyzed.

본 연구에서 나노구조 FinFET 제작시 게이트산화막 특성이 서브문턱영역에서 전송특성에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 이를 위하여 분석학적 전송모델을 사용하였으며 분석학적 모델을 유도하기 위하여 포아슨방정식을 이용하였다. 나노구조 FinFET에서 문턱전압이하의 전류전도에 영향을 미치는 열방사전류와 터널링전류에 대하여 분석하였으며 본 연구의 모델이 타당하다는 것을 입증하기 위하여 서브문턱스윙값을 이차원 시뮬레이션값과 비교하였다. 결과적으로 본 연구에서 제시한 전송특성모델이 이차원 시뮬레이션모델과 매우 잘 일치하였으며 FinFET의 전송특성이 게이트산화막의 특성에 따라 매우 큰 변화를 보이는 것을 알 수 있었다. 특히 게이트길이가 작아지면서 전송특성에 커다란 영향을 미치는 터널링특성에 대하여 집중적으로 분석하였다.

Keywords

References

  1. 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," IEEE Trans. Electron Devices, vol. 53, no.4, 2006
  2. G.Katti, N.DasGupta and A.DasGupta, "Threshold Voltage Model for Mesa-Isolated Small Geometry Fully Depleted SOI MOSFETs Based on Analytical Solution of 3-D Poisson's Equation," IEEE Trans. Electron Devices, vol. 51, no.7, 2004
  3. H.K.Jung and S.Dimitrijev, "Analysis of Subthreshold Carrier Transport for Ultimate Double Gate MOSFET," IEEE Trans. Electron Devicesm, vol. 53, no.4, pp.685-691, 2006 https://doi.org/10.1109/TED.2006.870282
  4. Q.Chen, B.Agrawal, J.D.Mein이, "A Compre -hensive Analytical Subthreshold Swing(S) Model for Double-Gate MOSFETs," IEEE Trans. Electron Devices, vol. 49, no.6, pp.1086-1090, 2002 https://doi.org/10.1109/TED.2002.1003757
  5. D.Munteanu and J.L.Autran,"Two-dimensional modeling of quantum ballistic transport in ultimate double-gate SOI devices," Solid-State Electronics, vol.47, pp.1219-1225, 2003 https://doi.org/10.1016/S0038-1101(03)00039-X