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Short-Channel Bulk-Type MOSFET의 문턱전압 도출을 위한 해석적 모델
An Analytical Model for Deriving The Threshold Voltage of a Short-channel Bulk-type MOSFET 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, v.47 no.12 = no.402, 2010년, pp.17 - 23  

양진석 (홍익대학교 전자전기공학부) ,  오영해 (홍익대학교 전자전기공학부) ,  서정하 (홍익대학교 전자전기공학부)

초록
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본 논문에서는 단 채널 bulk-type MOSFET의 문턱전압의 표현식을 해석적으로 도출하는 모텔을 제시하였다 게이트 절연층 내에서는 2차원 Laplace 방정식을, silicon body 내 공핍층에서는 2차원 Poisson 방정식을 Fourier 계수 방법을 이용하여 풀어냈으며, 이로부터 채날 표면전위의 최소치를 도출하고 문턱 전압 표현 식을 도출하였다. 도출된 문턱전압 표현식을 모의 실험한 결과, 소자의 각종 parameter와 bias 전압에 대한 의존성을 비교적 정확히 도출할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, a new analytical model for deriving the threshold voltage of a short-channel bulk-type MOSFET is suggested. Using the Fourier coefficient method, the Laplace equation in the oxide region and the Poisson equation in the depleted silicon region have been solved two-dimensionally. Making...

주제어

#bulk-type MOSFET   #threshold voltage roll-off   #short channel effect  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 bulk-type MOSFET의 문턱전압 도출에 관한 비교적 정확한 해석적 모델을 제안하였다. 기존의 논문들의 경우에서는 근사 및 fitting parameters 를 적용하여 문턱전압의 표현식을 도출한 데 비해 본 논문에서 제안한 해석적 모델은 간단하면서 순조로운 논리적 과정을 통해서 문턱전압의 표현식을 도출하고 있다.

가설 설정

  • VGS, VDS 및 丫及는 각각 source를 기준으로 한 gate 와 drain 및 기판의 전압을 나타낸다. 본 연구에서는 Si 기판내의 도핑 농도가 Na로 균일하고 gate oxide 층 내의 전하밀도는 무시할 수 있는 경우로 제한하자. 이 경우, oxide층과 Si 기판 내 공간전하 영역의 전위 叩(#, 力는 반전층이 형성되지 않은 subthreshold 동작영역어】서, 즉 gate 전압이 문턱전압 이하의 조건어]서, 다음의 2차원 Laplace 방정식과 Poisson 방정식을 만족하게 된다.
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참고문헌 (12)

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  2. Baccarani G, Wodman MR, Dennard R H. "Generalized scaling theory and it's application a 1/4 micrometer MOSFET design", IEEE Trans. Electron Devices, vol. 31(4), pp.452, 1984. 

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  12. Zhi-Hong Liu, Cheming Hu, Jian-Hui Huang, Tung-Yi Chan, Min-Chie Jeng, Ping K. KO, Y. C. Cheng, "Threshold Voltage Model for Deep- Submicrometer MOSFET's", IEEE Trans. Elect- ron Devices, vol. 40(1), pp.86, 1993. 

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