MOSFET는 속도의 증가, 전력 감소 그리고 집적도 증가를 위한 끊임없는 요구에 대응하여 최근 10년간 많은 변화를 겪었다. 그로 인한 스켈링이론이 부각되었고 풀 밴드 Monte Carlo 디바이스 시뮬레이터는 다른 형태의 n-channel MOSFET 구조에서 hot carrier에 대한 디바이스 스켈링의 효과를 연구하는데 사용되었다. 본 연구에서는 단일 Source/Drain 주입의 Conventional MOSFET와 저도핑 Drain(LDD) MOSFEI 그리고 MOSFET을 고도핑된 ground plane 위에 적충하여 만든 EPI MOSFET에 대하여 TCAD(Technology Compute. Aided Design)를 사용하여 스켈링 및 시뮬레이션하였다. 스켈링방법은 Constant-Voltage 스켈링을 사용하였고 시뮬레이션 결과로 스켈링에 대한 MOSFET의 특성과 임팩트 이온화, 전계를 비교 분석을 통해 TCAD의 실용성을 살펴보았고 스켈링을 이해하기 위한 물리적인 토대를 제시하였다.
MOSFET는 속도의 증가, 전력 감소 그리고 집적도 증가를 위한 끊임없는 요구에 대응하여 최근 10년간 많은 변화를 겪었다. 그로 인한 스켈링이론이 부각되었고 풀 밴드 Monte Carlo 디바이스 시뮬레이터는 다른 형태의 n-channel MOSFET 구조에서 hot carrier에 대한 디바이스 스켈링의 효과를 연구하는데 사용되었다. 본 연구에서는 단일 Source/Drain 주입의 Conventional MOSFET와 저도핑 Drain(LDD) MOSFEI 그리고 MOSFET을 고도핑된 ground plane 위에 적충하여 만든 EPI MOSFET에 대하여 TCAD(Technology Compute. Aided Design)를 사용하여 스켈링 및 시뮬레이션하였다. 스켈링방법은 Constant-Voltage 스켈링을 사용하였고 시뮬레이션 결과로 스켈링에 대한 MOSFET의 특성과 임팩트 이온화, 전계를 비교 분석을 통해 TCAD의 실용성을 살펴보았고 스켈링을 이해하기 위한 물리적인 토대를 제시하였다.
The metal-oxide-semiconductor field-effect transistor(MOSFET) has undergone many changes in the last decade in response to the constant demand for increased speed, decreased power, and increased parking density. Therefore, it was interested in scaling theory, and full-band Monte Carlo device simulat...
The metal-oxide-semiconductor field-effect transistor(MOSFET) has undergone many changes in the last decade in response to the constant demand for increased speed, decreased power, and increased parking density. Therefore, it was interested in scaling theory, and full-band Monte Carlo device simulator has been used to study the effects of device scaling on hot carriers in different MOSFET structures. MOSFET structures investigated in this study include a conventional MOSFET with a single source/drain, implant a lightly-doped drain(LDD) MOSFET, and a MOSFET built on an epitaxial layer(EPI) of a heavily-doped ground plane, and those are analyzed using TCAD(Technology Computer Aided Design) for scaling and simulation. The scaling has used a constant-voltage scaling method, and we have presented MOSFET´s characteristics such as I-V characteristic, impact ionization, electric field and recognized usefulness of TCAD, providing a physical basis for understanding how they relate to scaling.
The metal-oxide-semiconductor field-effect transistor(MOSFET) has undergone many changes in the last decade in response to the constant demand for increased speed, decreased power, and increased parking density. Therefore, it was interested in scaling theory, and full-band Monte Carlo device simulator has been used to study the effects of device scaling on hot carriers in different MOSFET structures. MOSFET structures investigated in this study include a conventional MOSFET with a single source/drain, implant a lightly-doped drain(LDD) MOSFET, and a MOSFET built on an epitaxial layer(EPI) of a heavily-doped ground plane, and those are analyzed using TCAD(Technology Computer Aided Design) for scaling and simulation. The scaling has used a constant-voltage scaling method, and we have presented MOSFET´s characteristics such as I-V characteristic, impact ionization, electric field and recognized usefulness of TCAD, providing a physical basis for understanding how they relate to scaling.
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문제 정의
스켈링 방법은 constant-voltage 스켈링을 사용하였다. 이 결과를 조사 분석하여 TCAD의 유용성에 대해 고찰하고 자 한다.
제안 방법
3/zm-gate)z 0.D5口/如-gate), 0.025/zm(0.075em -gate)이고 LDD MOSFET인 경우는 접합 깊이가 0.05 血 0.3#m-gate), 0.025㎛(0.15㎛-gate), 0.0125㎛ (0.075网-gate) 이었으며, EPI MOSFET 인 경우는 0.02㎛(0.3 ㎛-gate), 0.014㎛(0.15㎛-gate), 0.01/zm (0.075/加-gate) 인 경우에 대하여 시뮬레이션하였다.
TCAD 의 이용 fool 인 MDRAW-ISE 를 통해 mesh를 구했으며, DESS1S-1SE tool로 시뮬레이션 을 하였다. 그리고 그 결과를 INSPECT-ISE tool 과 PICASSO-ISE tool로 비교 조사하였다.
TCAD 의 이용 fool 인 MDRAW-ISE 를 통해 mesh를 구했으며, DESS1S-1SE tool로 시뮬레이션 을 하였다. 그리고 그 결과를 INSPECT-ISE tool 과 PICASSO-ISE tool로 비교 조사하였다.
스켈링한 결과로 撬-爲 곡선, Vg-Id를 비교하여 gm 의 변화, 전계와 임팩트 이온화의 변화를 비교 분 석하였다. 더 나아가 EPI MOSFET를 conventional MOSFET와 LDD MOSFET에 비교하여 그 구조의 장단점을 고찰하였다.
본 논문온 그림 1과 같이 MOSFET의 3가지의 경우인 단일 Source/Drain 주입의 Conventional MOSFET와 저도핑 Drain(LDD) MOSFET 그리고 MOSFET을 고도핑된 ground plane 위에 적층하여 만든 EPI MOSFET에 대하여 TCAD를 사용하여 스켈링 및 시뮬레이션하였다. 스켈링 방법은 constant-voltage 스켈링을 사용하였다.
본 논문은 게이트의 길이가 0.3㎛일때를 기준으로 하여 0.15/zm, 0.075㎛로 스켈링을 하였다. 스켈링한 결과로 撬-爲 곡선, Vg-Id를 비교하여 gm 의 변화, 전계와 임팩트 이온화의 변화를 비교 분 석하였다.
본 연구에서는 EPI MOSFET구조와 conventional MOSFET, LDD MOSFET 구조를 비교하여 Vd-Id 곡선 특성, gm 값변화, 임팩트 이온화, 전계 를 분석 및 조사하였다.
075㎛로 스켈링을 하였다. 스켈링한 결과로 撬-爲 곡선, Vg-Id를 비교하여 gm 의 변화, 전계와 임팩트 이온화의 변화를 비교 분 석하였다. 더 나아가 EPI MOSFET를 conventional MOSFET와 LDD MOSFET에 비교하여 그 구조의 장단점을 고찰하였다.
대상 데이터
5 XI”로 하였다. LDD MOSFET 의 Kghtly- dopinge Nd = 5x1(产으로 하였으며, ground planee Na = 7.5x10舊로 하였다.
0nm로 하였다. 그리고 소스 바이어스 Vs = 0V, backgate 바이어스、、代> = 0V, 드레인 바이 어스 Vd = 3V, 게이트 바이어스 Vg = 3V을 이용 하였다. 도핑은 0.
이론/모형
본 논문온 그림 1과 같이 MOSFET의 3가지의 경우인 단일 Source/Drain 주입의 Conventional MOSFET와 저도핑 Drain(LDD) MOSFET 그리고 MOSFET을 고도핑된 ground plane 위에 적층하여 만든 EPI MOSFET에 대하여 TCAD를 사용하여 스켈링 및 시뮬레이션하였다. 스켈링 방법은 constant-voltage 스켈링을 사용하였다. 이 결과를 조사 분석하여 TCAD의 유용성에 대해 고찰하고 자 한다.
성능/효과
그 결과 EPI MOSFET구조가 우수한 특성을 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 TCAD 의 유용성도 확인해 볼 수가 있었다.
후속연구
앞으로 나노구조 성장 및 형성기술, 나노패터닝 기술, 나노물리, 나노전자 등을 활용한 대용량, 초고속 첨단 소자를 만들기 위하여 더 나은 MOSFET구조를 만들기 위해 각 구조의 장단점을 수용하여 더 나은 구조를 제시하여야 겠다.
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