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dc.description.abstractMOS 소자의 크기는 VLSI 집적도가 향상됨에 따라 지속적으로 감소하면서 gate length(L_(g))를 줄이게 되고 현재 L_(g)는 sub-100㎚ 영역으로 scaling 되고 있다. L_(g)가 감소함에 따라 증가하는 SCE를 최소화시키기 위하여 T_(ox)를 줄이고 기판의 doping을 증가시키고 있다. Oxide 두께를 줄이면 Si/SiO₂ interface에서 vertical electric field가 증가하게 되며 급격한 potential의 변화에 따라 quantum well이 형성되게 된다. 본 논문에서는 양자 효과의 특성을 분석하기 위해 Poisson 방정식과 Schrodinger 방정식을 동시에 고려하는 상보적 방법을 사용하여 소자의 특성을 분석한다. 이러한 방법을 사용하여 n^(+) poly, p^(+) poly를 사용하는 bulk NMOS, PMOS를 각각 분석하여 quantum effect가 C-V 그래프 및 소자의 특성에 어떠한 영향을 주는지 알아본다. 또한 double-gate MOSFET에서 문턱 전압의 aN_(a)lytical equation을 유도하여 aN_(a)lytical equation의 결과와 device simulation의 결과를 비교하여 정확도를 검증하고 T_(si), T_(ox), N_(a)를 변화시킴에 따른 Vth의 변화도 분석한다. 그리고 DG MOSFET에서 quantum effect가 소자 특성에 미치는 영향을 분석한다.;As MOS scaling down sub-100㎚, the conventioN_(a)l MOSFET shows short-channel effect (SCE). To minimize the SCE, oxide thickness should be reduced and substrate doping should be increased. These MOSFETs have very high vertical electric field at Si/SiO₂ interface and quantum effect is occurred. Therefore, we need a new method which calculates not only Poisson equation but Schrodinger equation for quantum mechanics. For effective control of SCE, double-gate(DG) MOSFET that has very thin silicon film is widely studying. There are two types of DG MOSFET : symmetric and asymmetric. A device both gates have the same gate type is symmetric DG MOSFET. Another device, one gate uses n^(+) poly and the other gate uses p^(+) poly, is asymmetric DG MOSFET. In this thesis, quantum effect in bulk-MOSFETs which has n^(+) poly, p^(+) poly with n-type substrate or p-type substrate are aN_(a)lyzed. We derived an aN_(a)lytical V_(th) equation for the DG MOSFET and the model is compared with the simulation results. V_(th) of symmetric and asymmetric DG MOSFETs with various T_(si), N_(a) and Tox is also aN_(a)lyzed. It is found that, in comparison to the asymmetric DG MOSFET, the variation of V_(th) due to the variation of device structure such as T_(si), Tox and N_(a) is much smaller in symmetric DG MOSFET. Therefore, symmetric DG MOSFET is superior to asymmetric DG MOSFET in the process control point of view. However a symmetric DG MOSFET with n^(+)polysilicon has negative V_(th). Therefore, for proper V_(th) in symmetric DG, metal gate with appropriate work-function is necessary.-
dc.description.tableofcontentsⅠ. 서론 1 Ⅱ. Modified quantum effect를 고려한 simulator 개발 4 Ⅲ. Bulk MOS 에 대한 C-V 그래프 분석 10 A. N^(+)polysilicon을 사용하는 NMOS 10 1. MGCL과 CLCL 비교 11 2. CLCL, CLQM, CLMOD 비교 13 3. CLMOD, QMQM, MODMOD 비교 20 3-1. CLMOD와 MODMOD의 비교 21 3-2. QMQM과 MODMOD의 비교 27 B. P^(+)polysilicon을 사용하는 PMOS 35 1. CLMOD, QMQM, MODMOD 비교 36 1-1. QMQM과 MODMOD의 비교 37 C. N^(+)polysilicon을 사용하는 PMOS 40 D. P^(+)polysilicon을 사용하는 NMOS 41 Ⅳ. Double-Gate 소자의 특성 분석 43 A. Analytical model of threshold voltage 43 B. Quantum effect가 threshold voltage에 미치는 영향 52 Ⅴ. 결론 67 Appendix A 68 Appendix B 71 참고문헌 75 Astract 76-
dc.format.extent1504177 bytes-
dc.publisher梨花女子大學校 科學技術大學院-
dc.titleAnalysis of Threshold Voltage Variation Due to the Quantum Effects in MOSFETs-
dc.typeMaster's Thesis-
dc.creator.othernameLee, Jee-eun-
dc.format.pageⅹ, 77 p.-
dc.identifier.major과학기술대학원 정보통신학과- 2-
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