Abstract
Quantum effects in the poly-gate are analyzed in two dimensions using the density-gradient method, and their impact on the short-channel effect of double-gate MOSFETs is investigated. The 2-D effects of quantum mechanical depletion at the gate to sidewall oxide is identified as the cause of large charge-dipole formation at the corner of the gate. The bias dependence of the charge dipole shows that the magnitude of the dipole peak-value increases in the subthreshold region and there is a large difference in carrier and potential distribution compared to the classical solution. Using evanescent-nude analysis, it is found that the quantum effect in the poly-gate substantially increases the short-channel effect and it is more significant than the quantum effect in the Si film. The penetration of potential contours into the poly-gate due to the dipole formation at the drain side of the gate corner is identified as the reason for the substantial increase in short-channel effects.
Density-gradient 방법을 이용하여 게이트의 양자효과가 double-gate MOSFET의 단채널 효과에 미치는 영향을 2차원으로 분석하였다. 게이트와 sidewall 산화막 경계면에서 발생하는 2차원 양자공핍 현상에 의하여 게이트 코너에 큰 전하 다이폴이 형성되며 subthreshold 영역에서 다이폴의 크기가 증가하고 classical 결과에 비하여 전자 농도와 전압 분포가 매우 다름을 알 수 있었다. Evanescent-nude분석을 통하여 게이트의 양자효과가 소자의 단채널 효과를 증가시키며 이는 기판에서의 양자효과에 의한 영향보다 크다는 것을 확인하였다. 양자효과에 의하여 게이트 코너에 형성되는 전하 다이폴이 단채널 효과를 증가시키는 원인임을 밝혔다.
