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유한요소법을 이용한 실리콘 기판에서의 공핍 영역 해석
Depletion region analysis of silicon substrate using finite element methods

변기량   (중앙대학교 전자전기학부UU0001197  ); 황호정   (중앙대학교 전자전기학부UU0001197  );
  • 초록

    본 논문에서는 나노영역의 고해상도 도핑 농도 측정 장비 개발을 위해 공핍 근사 조건하 복잡한 계산 영역에서 공핍 영역을 간단히 계산할 수 있는 방법을 개발하였다. 개발된 공핍영역 계산 방법은 유한요소법을 이용한 적응분할 포아송 방정식 해석기를 사용하여 대전된 영역의 경계에서 전위가 0인 등고선과 일치하도록 하여 계산하는 방법이다. 이 방법의 타당성을 검증하기 위해 계산된 대전영역 및 전위분포가 공핍영역의 정의에 맞는지 확인하였으며, pn 접합에서의 공핍영역 깊이 및 MOS 구조에서 정전용량을 계산하여 비교해 본 결과 이론치와 정확히 일치함을 알 수 있었다. 이러한 Pn 접합 및 MOS 에서 공핍영역 계산 검증을 바탕으로 나노영역의 탐침을 장착한 SCM에서 전압에 따른 실리콘 내의 공핍영역 모양과 전위를 분석하여, 정전용랑 모델링을 하였으며, 이로부터 CV 곡선과 SCM의 출력인 dC/dV곡선을 계산하였다.


    In this paper, new simple method for the calculation of depletion region under complex geometry and general purpose numerical simulator that could handle this were developed and applied in the analysis of SCM with nanoscale tip, which is a promising tool for high resolution dopant profiling. Our simple depletion region seeking algorithm alternatively switches material of elements to align ionized element boundary with contour of zero potential. To prove the validity of our method we examined whether our results satisfy the definition of depletion region and compared those with known values of un junction and MOS structure. By modeling of capacitance based on the shape of depletion region and potential distribution, we could calculate the CV curve and dC/dV curve between silicon substrate and nanoscale SCM tip.


  • 참고문헌 (14)

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 저자의 다른 논문

  • 변기량 (9)

    1. 1998 "고전 분자 동 역학 시뮬레이션을 이용한 실리콘 격자 손상과 극 저 에너지 붕소 이온 주입에 관한 연구" 電子工學會論文誌. Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics. D d35 (12): 30~40    
    2. 2002 "A Study on the new four-quadrant MOS analog multiplier using quarter-square technique" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체 39 (6): 26~33    
    3. 2003 "절삭용 구형나노입자와 기판 상호작용에 관한 원자단위 모델링" 전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers 16 (12): 1157~1164    
    4. 2003 "가상의 단일벽 실리콘 나노튜브의 비틀림" 전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers 16 (12): 1165~1174    
    5. 2003 "실리콘 나노튜브에 관한 분자동력학 연구" 韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society 12 (4): 281~287    
    6. 2004 "3족-질화물 나노튜브의 원자단위 연구" 전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers 17 (2): 127~137    
    7. 2004 "탄소 나노튜브 내부에 삽입된 칼륨 구조" 전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers 17 (3): 249~258    
    8. 2005 "질화붕소 나노피포드에 기반한 나노분자 메모리 시스템에 관한 연구" 韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society 14 (1): 40~48    
    9. 2005 "Chemical Mechanical Polishing 공정에 관한 원자단위 반응 모델링" 전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers 18 (5): 414~422    
  • 황호정 (41)

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