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



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