본 논문에서는 소자의 크기가 작아짐에 따라 생기는 여러 가지 현상 및 문제점을 설명하고, 해결방안으로 자기정렬이 가능한 비대칭구조와 그것의 공정방법을 제안하고 기존에 제안된 구조와 비교 분석하였다. 제안된 공정방법은 추가적인 마스크 없이 비대칭구조 MOSFET의 형성이 가능하다. 제안된 비대칭구조는 소오스가 드레인에 비해 상대적으로 높은 불순물 도즈양을 갖는 비대칭적 드레인구조일뿐만 아니라, 채널이 소오스쪽에만 부분적으로 높은 불순물 분포를 갖는 비대칭적인 채널구조를 가지고 있다. 이차원 ...
본 논문에서는 소자의 크기가 작아짐에 따라 생기는 여러 가지 현상 및 문제점을 설명하고, 해결방안으로 자기정렬이 가능한 비대칭구조와 그것의 공정방법을 제안하고 기존에 제안된 구조와 비교 분석하였다. 제안된 공정방법은 추가적인 마스크 없이 비대칭구조 MOSFET의 형성이 가능하다. 제안된 비대칭구조는 소오스가 드레인에 비해 상대적으로 높은 불순물 도즈양을 갖는 비대칭적 드레인구조일뿐만 아니라, 채널이 소오스쪽에만 부분적으로 높은 불순물 분포를 갖는 비대칭적인 채널구조를 가지고 있다. 이차원 시뮬레이션을 통하여 이러한 새로운 구조는 기존에 제안된 비대칭 구조에 비해 우수한 단채널 특성, 성능 및 신뢰성을 가지고 있음을 보였다. 또한 성능향상의 원인이 높은 도즈의 비대칭 Halo에 의한 높은 캐리어 속도와 소오스 부분의 낮은 기생저항 때문인 것 확인되었다.높은 소자 성능을 가지고 있는 비대칭구조 MOSFET을 설계하고 제작할 경우, 본 논문에서 제안한 구조는 기존의 제안된 비대칭구조 MOSFET 보다 높은 성능 및 낮은 공정 비용으로 인하여 앞으로 유용하게 사용될 것으로 기대된다.
본 논문에서는 소자의 크기가 작아짐에 따라 생기는 여러 가지 현상 및 문제점을 설명하고, 해결방안으로 자기정렬이 가능한 비대칭구조와 그것의 공정방법을 제안하고 기존에 제안된 구조와 비교 분석하였다. 제안된 공정방법은 추가적인 마스크 없이 비대칭구조 MOSFET의 형성이 가능하다. 제안된 비대칭구조는 소오스가 드레인에 비해 상대적으로 높은 불순물 도즈양을 갖는 비대칭적 드레인구조일뿐만 아니라, 채널이 소오스쪽에만 부분적으로 높은 불순물 분포를 갖는 비대칭적인 채널구조를 가지고 있다. 이차원 시뮬레이션을 통하여 이러한 새로운 구조는 기존에 제안된 비대칭 구조에 비해 우수한 단채널 특성, 성능 및 신뢰성을 가지고 있음을 보였다. 또한 성능향상의 원인이 높은 도즈의 비대칭 Halo에 의한 높은 캐리어 속도와 소오스 부분의 낮은 기생저항 때문인 것 확인되었다.높은 소자 성능을 가지고 있는 비대칭구조 MOSFET을 설계하고 제작할 경우, 본 논문에서 제안한 구조는 기존의 제안된 비대칭구조 MOSFET 보다 높은 성능 및 낮은 공정 비용으로 인하여 앞으로 유용하게 사용될 것으로 기대된다.
The difficulties, limitations and some physical phenomena of deep sub-micrometer MOSFET are explained based on the previous research, and several structural approaches for overcoming such limitations is described. With asymmetric MOSFET, the improvement of device performance without sacrificing shor...
The difficulties, limitations and some physical phenomena of deep sub-micrometer MOSFET are explained based on the previous research, and several structural approaches for overcoming such limitations is described. With asymmetric MOSFET, the improvement of device performance without sacrificing short channel characteristics and reliability are achieved. The design difficulties of asymmetric MOSFETs in 0.1mm regimes are also examined. In order to reduce these design difficulties, a new doping scheme, Self-Aligned Asymmetric Structure (SAAS), is proposed for 0.1mm MOSFET technology and its device characteristics are analyzed. The proposed structure enables the source, drain and channel to be designed independently without additional lithography steps. SAAS with lateral asymmetric channel and highly doped source extension improves driving capability and short channel behavior without sacrificing hot carrier reliability. Based on the results of hydrodynamic device simulation over a wide range of process conditions, it is shown that highly doped asymmetric halo provides enhanced velocity overshoot and suppressed drain-induced barrier lowering (DIBL). By employing asymmetric highly doped source extension, the degradation of driving capability is suppressed that can be caused by the increased parasitic resistance in highly doped asymmetric halo.
The difficulties, limitations and some physical phenomena of deep sub-micrometer MOSFET are explained based on the previous research, and several structural approaches for overcoming such limitations is described. With asymmetric MOSFET, the improvement of device performance without sacrificing short channel characteristics and reliability are achieved. The design difficulties of asymmetric MOSFETs in 0.1mm regimes are also examined. In order to reduce these design difficulties, a new doping scheme, Self-Aligned Asymmetric Structure (SAAS), is proposed for 0.1mm MOSFET technology and its device characteristics are analyzed. The proposed structure enables the source, drain and channel to be designed independently without additional lithography steps. SAAS with lateral asymmetric channel and highly doped source extension improves driving capability and short channel behavior without sacrificing hot carrier reliability. Based on the results of hydrodynamic device simulation over a wide range of process conditions, it is shown that highly doped asymmetric halo provides enhanced velocity overshoot and suppressed drain-induced barrier lowering (DIBL). By employing asymmetric highly doped source extension, the degradation of driving capability is suppressed that can be caused by the increased parasitic resistance in highly doped asymmetric halo.
주제어
#비대칭구조 자기정렬 소자 시뮬레이션 단채널효과 MOSFET Asymmetric structure Self-Aligned Velocity overshoot Device simulation Scaling CMOS Short channel effect halo doping
학위논문 정보
저자
최창순
학위수여기관
연세대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
전기전자공학과
지도교수
최우영
발행연도
2001
총페이지
viii, 57장
키워드
비대칭구조 자기정렬 소자 시뮬레이션 단채널효과 MOSFET Asymmetric structure Self-Aligned Velocity overshoot Device simulation Scaling CMOS Short channel effect halo doping
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