MOSFET Threshold Voltage   MOSFET 문턱전압, MOSFET 임계전압

(2021-01-05)

문턱 전압


1. MOSFET 문턱전압 (MOSFET Threshold Voltage)강 반전을 만드는데 필요한 최소 게이트 전압 (VGS > Vth)
       

     - 소스로부터 충분한 유동성 전하가 유도,공급,축적되어,
     - `전도 채널`을 형성하는 그 때의 게이트 전압


2. 문턱 전압의 산출식
[# V_{th} = \phi_{MS} + 2\phi_F + \frac{Q_{dep}}{C_{ox}} #]
- ΦMS : 다결정 실리콘(Poly Silicon) 게이트실리콘 기판 간의 일함수 차이 - ΦF : 계면 전위 (벌크 전위)
[# \phi_F = \frac{kT}{q} \ln{\frac{N_{substrate}}{n_i}} #]
. k : 볼츠만상수, T : 절대온도, q : 전자 전하, Nsubstrate : 기판 도핑 농도, ni : 진성 반도체 캐리어 농도 - Qdep : 공핍층 전하 - Cox : 게이트 산화막단위 면적커패시턴스 (= εox/tox) [F/㎡] . εox : 산화막 유전율 [F/m] . tox : 산화막 두께 [m] ㅇ 통상, Vth = 0.3 ~ 0.5 [V] - (제조시 조절되는 양) ☞ 아래 4.항 참조 3. 문턱 전압의 의존성 ㅇ 기판의 도핑 농도가 클수록, 기판의 벌크 전위 ΦF가 커지므로, 문턱 전압이 커짐 ㅇ 게이트 산화막 두께가 클수록, 문턱 전압이 커짐 ㅇ 기판과의 역 바이어스 전압이 클수록, 문턱 전압이 커짐 ㅇ 게이트 전극물질,온도 등에 따라서도, 문턱 전압 크기에 영향을 미침 4. 문턱 전압의 특징MOSFET 구조 특성을 가장 잘 나타내는 특성 파라미터 - 소자 제조 과정에서 조절됨 . 산화막 경계면에서, 기판 도핑 레벨을 부분 변화(불순물 주입)시켜, 문턱 전압을 조절함

MOSFET 파라미터
   1. 트랜스 컨덕턴스   2. 채널 컨덕턴스   3. 문턱 전압  
MOS 커패시터 (모형)
   1. MOS 커패시터   2. Flat Band   3. 문턱전압   4. 반전층  


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