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3차원 포아송방정식을 이용한 FinFET의 포텐셜분포 모델
Potential Distribution Model for FinFET using Three Dimensional Poisson's Equation 원문보기

한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, v.13 no.4, 2009년, pp.747 - 752  

정학기 (군산대학교 전자공학과)

초록
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본 연구에서는 FinFET에서 문턱전압이하 전류 및 단채널효과를 해석하기 위하여 필수적인 포텐셜분포를 구하기 위하여 3차원 포아송방정식을 이용하고자 한다. 특히 계산시간을 단축시키고 파라미터의 관련성을 이해하기 쉽도록 해석학적 모델을 제시하고자 한다. 이 모델의 정확성을 증명하기 위하여 3차원 수치해석학적 모델과 비교되었으며 소자의 크기파라미터에 따른 변화에 대하여 설명하였다. 특히 채널 도핑여부에 따라 FinFET의 채널 포텐셜을 구하여 향후 문턱전압이하 전류 해석 및 문턱 전압 계산에 이용할 수 있도록 모델을 개발하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Three dimensional(3D) Poisson's equation is used to calculate the potential variation for FinFET in the channel to analyze subthreshold current and short channel effect(SCE). The analytical model has been presented to lessen calculating time and understand the relationship of parameters. The accurac...

주제어

#3D 포아송 방정식 포텐셜분포  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 채널의 도핑 여부 및 크기 변화에 대한 포텐셜분포의 변화를 구하기 위하여 3차원 포아송방정식을 이용한 해석학적 포텐셜 모델을 제시하였다. 이 모델의 결과를 3D 소자 시뮬레 이 터인 DAVINCI의 결과와 비교하여 잘 일치함을 보였다.
  • 도핑된 채널에서의 3차원적 해석을 시도한 적은 드물며 도핑하지 않은 채널의 경우 캐리어 이동 도가 증가하는 장점이 있지만 채널이 도핑된다면 문턱 전압을 보다 용이하게 제어할 수 있으며 단채널효과도 감소시킬 수 있다. 본 연구에서는 최근 개발된 SOIMOSFET의 포텐셜모델[2]을 이용하여 도핑 여부에 따른 채널내 포텐셜 및 바이 어스상태에 따른 포텐셜을 채널의 둘레면을 따라 구하고자 한다. 이 연구에서 구한 포텐셜은 문턱전압 및 문턱전압이하 스윙 등을 연구하는데 기본이 될 것이다.

가설 설정

  • 그림 1에 표시한 바와같이 x, y, z축에 대 한 분포를 도시하였다. 그림6(a)에 서 알 수 있듯이 z축 방향에 대 한 포텐셜분포는 거 의 변하지 않는다. 또한 그림 6(b)에서 상단게이트와 접한면에서 포텐셜분포가 크게 증가하고 있다는 것을 알 수 있다.
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참고문헌 (5)

  1. D.S.Havaldar, G.Katti, N.DasGupta and A.DasGupta, "Subthreshold Current Model of FinFETs Based on Analytical Solution of 3-D Poisson's Equation," IEEE Trans. Electron Devices, vol. 53, no.4, 2006 

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  2. G.Katti, N.DasGupta and A.DasGupta, "Threshold Voltage Model for Mesa-Isolated Small Geometry Fully Depleted SOI MOSFETs Based on Analytical Solution of 3-D Poisson's Equation," IEEE Trans. Electron Devices, vol. 51, no.7, 2004 

    상세보기

  3. J.P.Colinge, "Multiple-gate SOI MOSFETs," Solid State Electron., vol. 48, no. 6, pp.897-905,2004 

    상세보기 crossref

  4. J.G.Fossum, M.M.Chowdhury, V.P. Trivedi ,T.J.King, Y.K.Choi, J.An and B.Yu,"Physical insights on design and modeling of nanoscale FinFETs," in IEDM Tech. Dig.,pp.679-682, 2003 

  5. Taurus Medici Davinci User's Guide, Synopsis Inc.,Mountain View, CA, Dec. 2003. V-2003 

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