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존의 Buried Channel Array Transistor (BCAT) 구조의 Storage Node(SN) 영역의 하부에 절연체를 고립시켜, 고집적 및 고신뢰성에 적합한 구조를 개발하여 전기적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 이 소자의 가장 큰 장점은 삽입된 절연체로 인해 발생한 ...

존의 Buried Channel Array Transistor (BCAT) 구조의 Storage Node(SN) 영역의 하부에 절연체를 고립시켜, 고집적 및 고신뢰성에 적합한 구조를 개발하여 전기적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 이 소자의 가장 큰 장점은 삽입된 절연체로 인해 발생한 potential modulation 현상에 의해 Drain Induced Barrier Lowering(DIBL)과 Gate-Induced Drain Leakage(GIDL)가 개선된다는 것이다.
TCAD 3차원 소자 시뮬레이터를 이용하여 STI 두께 감소를 고려한 sub-18nm BCAT에 대해 특성을 분석한다. 그 결과 절연체 삽입 구조는 Passing gate의 동작에 따라 변화하는 트랜지스터의 전기적인 특성을 안정화한다는 것을 확인하였다. 또한, 반도체 소자의 retention time과 밀접한 누설전류와 관련하여 Pi 구조는 누설전류가 개선되어 있음을 확인한다. 본 연구에서 제안하는 소자구조 및 분석 방법은 차세대 반도체 소자의 전기적 특성 및 신뢰성 향상을 위한 새로운 연구 방향의 바탕이 될 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

An insulator was isolated at the bottom of the storage node (SN) area of the Conventional Buried Channel Array Transistor (BCAT) structure to develop a structure suitable for high integration and high reliability, and a study on electrical characteristics was conducted. The advantage of this device ...

An insulator was isolated at the bottom of the storage node (SN) area of the Conventional Buried Channel Array Transistor (BCAT) structure to develop a structure suitable for high integration and high reliability, and a study on electrical characteristics was conducted. The advantage of this device is that drain induced barrier lowering (DIBL) and gate-induced drain leakage (GIDL) are improved by the potential modulation caused by the inserted insulator.
Characteristics are analyzed for sub-18nm BCAT considering STI thickness reduction using TCAD 3D device simulator. As a result, it was confirmed that the insulator insertion structure stabilizes the electrical characteristics of the transistor that change according to the operation of the passing gate. In addition, regarding the leakage current related to the retention time of DRAM, the Pi structure confirms that the leakage current is improved. The device structure and analysis method proposed in this study will be the basis for a new research direction to improve the electrical characteristics and reliability of next-generation semiconductor devices.

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