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

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Analysis of Subthreshold Swing for Channel Doping of Asymmetric Double Gate MOSFET

비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널도핑에 따른 문턱전압이하 스윙 분석

  • Jung, Hakkee (Department of Electronic Engineering, Kunsan National University)
  • Received : 2014.01.02
  • Accepted : 2014.01.29
  • Published : 2014.03.31
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Abstract

This paper analyzed the change of subthreshold swing for channel doping of asymmetric double gate(DG) MOSFET. The subthreshold swing is the factor to describe the decreasing rate of off current in the subthreshold region, and plays a very important role in application of digital circuits. Poisson's equation was used to analyze the subthreshold swing for asymmetric DGMOSFET. Asymmetric DGMOSFET could be fabricated with the different top and bottom gate oxide thickness and bias voltage unlike symmetric DGMOSFET. It is investigated in this paper how the doping in channel, gate oxide thickness and gate bias voltages for asymmetric DGMOSFET influenced on subthreshold swing. Gaussian function had been used as doping distribution in solving the Poisson's equation, and the change of subthreshold swing was observed for projected range and standard projected deviation used as parameters of Gaussian distribution. Resultly, the subthreshold swing was greatly changed for doping concentration and profiles, and gate oxide thickness and bias voltage had a big impact on subthreshold swing.

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널도핑 변화에 따른 문턱전압이하 스윙의 변화를 분석하였다. 문턱전압이하 스윙은 문턱전압이하 영역에서 발생하는 차단전류의 감소정도를 나타내는 요소로서 디지털회로 적용에 매우 중요한 역할을 한다. 비대칭 이중게이트 MOSFET의 문턱전압이하 스윙을 분석하기 위하여 포아송방정식을 이용하였다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 대칭 이중게이트 MOSFET와 달리 상하단 게이트의 산화막 두께 및 인가전압을 다르게 제작할 수 있다. 본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널 내 농도변화 및 게이트 산화막 두께 그리고 인가전압 등이 문턱전압이하 스윙에 미치는 영향을 관찰하였다. 특히 포아송방정식을 풀 때 도핑분포함수로 가우스분포함수를 이용하였으며 가우스분포함수의 파라미터인 이온주입범위 및 분포편차에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화를 관찰하였다. 분석결과, 문턱전압이하 스윙은 도핑농도 및 분포함수에 따라 크게 변화하였으며 게이트 산화막 두께 및 인가전압에 크게 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다.

Keywords

References

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