Analysis of Threshold Voltage Characteristics for Double Gate MOSFET Based on Scaling Theory

스켈링이론에 따른 DGMOSFET의 문턱전압 특성분석

This paper have presented the analysis of the change for threshold voltage and drain induced barrier lowering among short channel effects occurred in subthreshold region for double gate(DG) MOSFET with two gates to be next-generation devices, based on scaling theory. To obtain the analytical solution of Poisson's equation, Gaussian function been used as carrier distribution to analyze closely for experimental results, and the threshold characteristics have been analyzed for device parameters such as channel thickness and doping concentration and projected range and standard projected deviation of Gaussian function. Since this potential model has been verified in the previous papers, we have used this model to analyze the threshold chatacteristics. As a result to apply scaling theory, we know the threshold voltage and drain induced barrier lowering is changed, and the deviation rate is changed for device parameters for DGMOSFET.

본 연구에서는 두개의 게이트단자를 가진 차세대 나노소자인 DGMOSFET에 대하여 문턱전압이하영역에서 발생하는 단채널효과 중 문턱전압 및 드레인유도장벽감소의 변화를 스켈링이론에 따라 분석하고자 한다. 포아송방정식의 분석학적 해를 구하기 위하여 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였으며 이때 가우시안 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차 그리고 소자 파라미터인 채널의 두께, 도핑농도 등에 대하여 문턱전압 특성의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 문턱전압이하 특성을 분석할 것이다. 분석결과 스켈링이론 적용시 문턱전압 및 드레인유도장벽감소 현상이 변화하였으며 변화정도는 소자 파라미터에 따라 변화한다는 것을 관찰하였다.