• 제목/요약/키워드: doping concentration threshold voltage

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컴퓨터 시뮬레이션에 의한 서브마이크론 pMOSFET의 Subthreshold 특성 고찰 (Subthreshold characteristics of Submicron pMOSFET by Computer Simulation)

  • 신희갑;이철인;서용진;김태형;장의구
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1994년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.210-215
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    • 1994
  • In the CMOS device, Counter doping is needed to adjust threshold voltage because of the difference between n-MOSFET and p-MOSFET well doping concentration when n+ polysilicon gate is used. Therefore buried channel is formed in the p-channel MOSFET degrading properties. So well doping concentration and doping condition should be considered in fabrication process and device design. Here we are to extract the initial process condition using simulation and fabricate p-MOSFET device and then compare the subthreshold characteristics of simulated and fabricated device.

스켈링 이론에 따른 DGMOSFET의 문턱전압 및 DIBL 특성 분석 (Analysis of Threshold Voltage and DIBL Characteristics for Double Gate MOSFET Based on Scaling Theory)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.145-150
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    • 2013
  • 본 연구에서는 차세대 나노소자인 DGMOSFET에 대하여 문턱전압 이하영역에서 발생하는 단채널 효과 중 문턱전압 및 드레인유도장벽감소의 변화를 스켈링 이론에 따라 분석하였다. 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 분석하였다. 분석결과 스켈링 이론 적용 시 문턱전압 및 드레인유도장벽감소 현상이 변화하였으며 변화 정도는 소자파라미터에 따라 변화한다는 것을 관찰하였다.

EEPROM 셀에서 폴리실리콘 플로팅 게이트의 도핑 농도가 프로그래밍 문턱전압에 미치는 영향 (Effects of Doping Concentration in Polysilicon Floating Gate on Programming Threshold Voltage of EEPROM Cell)

  • 장성근;김윤장
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.113-117
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    • 2007
  • We have investigated the effects of doping concentration in polysilicon floating gate on the endurance characteristics of the EEPROM cell haying the structure of spacer select transistor. Several samples were prepared with different implantation conditions of phosphorus for the floating gate. Results show the dependence of doping concentration in polysilicon floating gate on performance of EEPROM cell from the floating gate engineering point of view. All of the samples were endured up to half million programming/erasing cycle. However, the best $program-{\Delta}V_{T}$ characteristic was obtained in the cell doped at the dose of $1{\times}10^{15}/cm^{2}$.

The Influence of Silicon Doping on Electrical Characteristics of Solution Processed Silicon Zinc Tin Oxide Thin Film Transistor

  • Lee, Sang Yeol;Choi, Jun Young
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제16권2호
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    • pp.103-105
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    • 2015
  • Effect of silicon doping into ZnSnO systems was investigated using solution process. Addition of silicon was used to suppress oxygen vacancy generation. The transfer characteristics of the device showed threshold voltage shift toward the positive direction with increasing Si content due to the high binding energy of silicon atoms with oxygen. As a result, the carrier concentration was decreased with increasing Si content.

나노와이어 junctionless 트랜지스터의 문턱전압 및 평탄전압 모델링과 소자설계 가이드라인 (Threshold and Flat Band Voltage Modeling and Device design Guideline in Nanowire Junctionless Transistors)

  • 김진영;유종근;박종태
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제48권12호
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    • pp.1-7
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    • 2011
  • 본 연구에서는 나노와이어 junctionless 트랜지스터의 문턱전압과 평탄전압을 위한 해석학적 모델링을 제시하였고 3차원 소자 시뮬레이션으로 검증하였다. 그리고 junctionless 트랜지스터의 소자설계 가이드라인을 설정하는 방법과 그 예를 제시하였다. 제시한 문턱전압과 평탄전압 모델은 3차원 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다. 나노와이어 반경과 게이트 산화층 두께가 클수록 또 채널 불순물 농도가 높을수록 문턱전압과 평탄전압은 감소하였다. 게이트 일함수와 원하는 구동전류/누설전류 비가 주어지면 나노와이어 반경, 게이트 산화층 두께, 채널 불순물 농도에 따른 junctionless 트랜지스터의 소자설계 가이드라인을 설정하였다. 나노와이어 반경이 작을수록 산화층의 두께가 얇을수록 채널 불순물 농도가 큰 소자를 설계할 수 있음을 알 수 있었다.

2D transition-metal dichalcogenide (WSe2) doping methods for hydrochloric acid

  • Nam, Hyo-Jik;Park, Jin-Hong
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.291.2-291.2
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    • 2016
  • 3D semiconductor material of silicon that is used throughout the semiconductor industry currently faces a physical limitation of the development of semiconductor process technology. The research into the next generation of nano-semiconductor materials such as semiconductor properties superior to replace silicon in order to overcome the physical limitations, such as the 2-dimensional graphene material in 2D transition-metal dichalcogenide (TMD) has been researched. In particular, 2D TMD doping without severely damage of crystal structure is required different conventional methods such as ion implantation in 3D semiconductor device. Here, we study a p-type doping technique on tungsten diselenide (WSe2) for p-channel 2D transistors by adjusting the concentration of hydrochloric acid through Raman spectroscopy and electrical/optical measurements. Where the performance parameters of WSe2 - based electronic device can be properly designed or optimized. (on currents increasing and threshold voltage positive shift.) We expect that our p-doping method will make it possible to successfully integrate future layered semiconductor devices.

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800V급 4H-SiC DMOSFET 전력 소자 구조 최적화 시뮬레이션 (A simulation study on the structural optimization of a 800V 4H-SiC Power DMOSFET)

  • 최창용;강민석;방욱;김상철;김남균;구상모
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.35-36
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    • 2009
  • In this work, we demonstrate 800V 4H-SiC power DMOSFETs with several structural alterations to obtain a low threshold voltage ($V_{TH}$) and a high figure of merit ($V_B^2/R_{SP,ON}$). To optimize the device performance, we consider four design parameters; (a) the doping concentration ($N_{CSL}$) of current spreading layer (CSL) beneath the p-base region, (b) the thickness of p-base ($t_{BASE}$), (c) the doping concentration ($N_J$) and width ($W_J$) of a JFET region, (d) the doping concentration ($N_{EPI}$) and thickness ($t_{EPI}$) of epi-layer. These parameters are optimized using 2D numerical simulation and the 4H-SiC DMOSFET structure results in a threshold voltage ($V_{TH}$) below ~3.8V, and high figure of merit ($V_B^2/R_{SP,ON}$>${\sim}200MW/cm^2$) for a power MOSFET in $V_B$-800V range.

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이중게이트 MOSFET의 전도중심과 문턱전압의 관계 분석 (Analysis of Relation between Conduction Path and Threshold Voltages of Double Gate MOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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    • pp.818-821
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    • 2012
  • 본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 전도중심에 따른 문턱전압의 변화를 분석할 것이다. DGMOSFET에 대한 단채널효과 중 문턱전압의 이동은 정확한 소자동작에 저해가 되고 있다. 문턱전압분석을 위하여 포아송방정식의 분석학적 전위분포를 이용하였으며 이때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였다. 소자 파라미터인 채널길이, 채널두께, 게이트산화막두께 그리고 도핑농도 등에 대하여 전도중심의 변화에 대한 문턱전압의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 문턱전압특성을 분석할 것이다. 분석결과 문턱전압은 소자 파라미터에 에 대한 전도중심의 변화에 크게 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다.

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이중게이트 MOSFET의 전도중심에 따른 문턱전압의 변화 (Deviation of Threshold Voltages for Conduction Path of Double Gate MOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권11호
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    • pp.2511-2516
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    • 2012
  • 본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 전도중심에 따른 문턱전압의 변화를 분석할 것이다. DGMOSFET에 대한 단채널효과 중 문턱전압의 이동은 정확한 소자동작에 저해가 되고 있다. 문턱전압분석을 위하여 포아송방정식의 분석학적 전위분포를 이용하였으며 이때 전하분포함수에 대하여 가우시안 함수를 사용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였다. 소자 파라미터인 채널길이, 채널두께, 게이트산화막두께 그리고 도핑농도 등에 대하여 전도중심의 변화에 대한 문턱전압의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 문턱전압특성을 분석할 것이다. 분석결과 문턱전압은 소자파라미터에 에 대한 전도중심의 변화에 크게 영향을 받는 것을 관찰할 수 있었다.

[ 0.1\;μm ] SOI-MOSFET의 적정 채널도핑농도에 관한 시뮬레이션 연구 (Investigation of Optimal Channel Doping Concentration for 0.1\;μm SOI-MOSFET by Process and Device Simulation)

  • 최광수
    • 한국재료학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.272-276
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    • 2008
  • In submicron MOSFET devices, maintaining the ratio between the channel length (L) and the channel depth (D) at 3 : 1 or larger is known to be critical in preventing deleterious short-channel effects. In this study, n-type SOI-MOSFETs with a channel length of $0.1\;{\mu}m$ and a Si film thickness (channel depth) of $0.033\;{\mu}m$ (L : D = 3 : 1) were virtually fabricated using a TSUPREM-4 process simulator. To form functioning transistors on the very thin Si film, a protective layer of $0.08\;{\mu}m$-thick surface oxide was deposited prior to the source/drain ion implantation so as to dampen the speed of the incoming As ions. The p-type boron doping concentration of the Si film, in which the device channel is formed, was used as the key variable in the process simulation. The finished devices were electrically tested with a Medici device simulator. The result showed that, for a given channel doping concentration of $1.9{\sim}2.5\;{\times}\;10^{18}\;cm^{-3}$, the threshold voltage was $0.5{\sim}0.7\;V$, and the subthreshold swing was $70{\sim}80\;mV/dec$. These value ranges are all fairly reasonable and should form a 'magic region' in which SOI-MOSFETs run optimally.