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

The Korea Institute of Information and Commucation Engineering (한국정보통신학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Analysis of Subthreshold Characteristics for Double Gate MOSFET using Impact Factor based on Scaling Theory

스켈링이론에 가중치를 적용한 DGMOSFET의 문턱전압이하 특성 분석

  • Received : 2012.05.01
  • Accepted : 2012.05.12
  • Published : 2012.09.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The subthreshold characteristics has been analyzed to investigate the effect of two gate in Double Gate MOSFET using impact factor based on scaling theory. The charge distribution of Gaussian function validated in previous researches has been used to obtain potential distribution in Poisson equation. The potential distribution was used to investigate the short channel effects such as threshold voltage roll-off, subthreshold swings and drain induced barrier lowering by varying impact factor for scaling factor. The impact factor of 0.1~1.0 for channel length and 1.0~2.0 for channel thickness are used to fit structural feature of DGMOSFET. The simulation result showed that the subthreshold swings are mostly effected by impact factor but are nearly constant for scaling factors. And threshold voltage roll-off and drain induced barrier lowering are also effected by both impact factor and scaling factor.

본 연구에서는 이중게이트(Double Gate; DG) MOSFET에 스켈링이론을 적용할 때 두 개의 게이트에 의한 효과를 반영하기 위하여 스켈링인자에 가중치를 적용하여 문턱전압이하 특성을 해석하였다. 포아송방정식에 의한 전위분포를 구하기 위하여 전하분포는 가우스분포함수를 이용할 것이며 이의 타당성은 이미 여러 논문에서 입증하였다. 이 전위분포를 이용하여 단채널효과 중 문턱전압이동, 문턱전압이하 스윙, 드레인유도장벽감소 등을 스켈링인자에 대한 가중치의 변화에 따라 관찰하였다. 이중게이트 MOSFET의 구조적 특성상 채널길이에 대한 가중치는 0.1에서 1까지 사용하였으며 채널두께에 대한 가중치는 1에서 2까지 가중치를 사용하였다. 결과적으로 문턱전압 이하 스윙은 스켈링인자에 따라 거의 변화가 없었으나 가중치에 따라 변화하였으며 문턱전압이동 및 드레인유도 장벽감소 등은 스켈링인자에 따라 그리고 가중치에 따라 큰 변화를 보이는 것을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. J.Kim, P.M.Solomon and S.Tiwri, "Adaptive Circuit Design Using Independently Biased Back-Gated Double Gate MOSFETs," IEEE Trans. on Circuits and Systems, vol.59, no.3, pp.1-14, 2012. https://doi.org/10.1109/TCSII.2011.2177695
  2. H.Agnihotri, A.Ranjan, P.K.Tiwari and S.Jit, "An Analytical Drain Current Model for Short-Channel Triple-Material Double-Gate MOSFETs," 2011 IEEE Computer Society Annual Symposium on VLSI, pp.327-328, 2011.
  3. S.Jandhyala and S.Mahapatra, "An Efficient Robust Algorithm for the Surface-Potential Calculation of Independent DG MOSFET," IEEE Trans. on Electron Devices, vol.58, no.6, pp.1663-1671, 2011. https://doi.org/10.1109/TED.2011.2131654
  4. 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.
  5. 정학기, "이중게이트 MOSFET에서 채널내 도핑분포에 대한 드레인유기장벽감소의존성," 한국해양정보통신학회논문지, Vol.15, No.9, pp.2000-2006, 2011.
  6. H.K.Jung,"Analysis of Doping Profile Dependent Threshold Voltage for DGMOSFET Using Gaussian Function,: 한국해양정보통신학회 영문지, vol.9, no.3, pp.310-314, 2011.
  7. 정학기, "DGMOSFET의 문턱전압과 스켈링이론의 관계", 한국정보통신학회 논문지, 게재대기.