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제안 방법
- 핀치오프 현상을 줄이기 위해서 LDD영역을 게이트영역에 중첩시켰다. 게이트와 드레인, 게이트와 소오스 사이의 거리를 0.5μm로 설계했다. 접촉 접합깊이는 conventional MOSFET와 동일하게 도핑시켰다.
- 경우의 MOSFET를 설계하였다. 그리고, 3가지 구조에 따른 Id - Vd 특성 곡선과 임팩트 이온화 및 전계의 변화를 조사하였다. Id - Vd 특성 곡선은 채널이 짧아질수록 낮은 드레인 전압에서 높은 드레인 전류를 볼 수 있었다.
- 하나의 구조를 기준으로 하여 정확하게 scaling을 하고, Id - Vd 특성 곡선과 임팩트이온화 및 전계를 비교 분석할 것이다. 그리고, 최적의 채널과 도핑 농도에 대하여 분석할 것이다. 최근 입자시뮬레이션(particle simulation 또는 Monte Carlo simulation) 방법이 각광을 받고 있으나, 본 연구에서는 TCAD를 사용하여 시뮬레이션을 할 것이다.
- 모든 도핑 농도는 스켈링 파라미터 1/λ2로 하였으며, 모든 길이와 크기는 1/λ로 하였다. 또한 산화층 길이는 #로 스켈링하였으며, 여기에서는 채널 길이가 0.15-μm일 때, 7.0-nm을 기준으로 하여, 0.075-μm일 때는 5.0-nm로 스켈링하였다. 그리고, 소오스 전압 Vs = 0V, 기판 전압 Vb = 0V, 드레인 전압 Vd = 3V, 게이트 전압 Vg = 3V를 인가하였다.
- 본 연구에서는 세 가지 MOSFET 구조를 사용할 것이다. 하나의 구조를 기준으로 하여 정확하게 scaling을 하고, Id - Vd 특성 곡선과 임팩트이온화 및 전계를 비교 분석할 것이다.
- 본 연구에서는 채널의 길이와 농도, 전압을 정확하게 스켈링하고 TCAD 시뮬레이션을 행하여 3가지 경우의 MOSFET를 설계하였다. 그리고, 3가지 구조에 따른 Id - Vd 특성 곡선과 임팩트 이온화 및 전계의 변화를 조사하였다.
- Constant bias scaling의 경우 이러한 조건이 모든 시뮬레이션에 적용된다. 소오스와 드레인에는 8×1016/cm3, 부터 8×1021/cm3까지 여섯 단계로 나누어서 각각 MOSFET에 도핑 시켰다. 이러한 구조를 TCAD를 사용하여 설계했다.
- 소오스와 드레인의 doping profile은 Gaussian profile을 사용하였으며, 소오스와 드레인 영역의 측면 확산은 모든 채널 길이에서 중첩된 게이트-소오스와 게이트-드레인을 0.05μm로 설계하였다. 드레인과 소오스에는 Arsenic(비소)을 도핑시켰으며, back ground 도핑과 게이트에는 boron(붕소)을 도핑시켰다.
- 소오스와 드레인에는 8×1016/cm3, 부터 8×1021/cm3까지 여섯 단계로 나누어서 각각 MOSFET에 도핑 시켰다. 이러한 구조를 TCAD를 사용하여 설계했다. Vg = 3V일 때, Vd값을 변화시키면서 Id값을 구하고 Id - Vd 특성 곡선을 그림 2에 도시하였다.
- 채널의 길이를 정확히 줄이기 위하여 스켈링을 하였다. 스켈링의 기준으로 Lg=0.
- 이 구조의 형식은 접촉에서 보다 더 작은 양으로 도핑한 전달영역을 추가하여 드레인 채널 접합에서 전계를 감소시키므로 hot carriers를 제어하는 것이다. 핀치오프 현상을 줄이기 위해서 LDD영역을 게이트영역에 중첩시켰다. 게이트와 드레인, 게이트와 소오스 사이의 거리를 0.
- 것이다. 하나의 구조를 기준으로 하여 정확하게 scaling을 하고, Id - Vd 특성 곡선과 임팩트이온화 및 전계를 비교 분석할 것이다. 그리고, 최적의 채널과 도핑 농도에 대하여 분석할 것이다.
대상 데이터
- 두 번째 구조는 그림 1-(b)에서 보는 것처럼 epitaxial를 사용한 EPI MOSFET이다. 이 구조는 소오스와 드레인을 포함하고 있는 실리콘 내부의 epitaxial층으로 구성되어있다.
- 본 연구에서는 세 가지 MOSFET 구조를 사용하였다. 소오스와 드레인의 doping profile은 Gaussian profile을 사용하였으며, 소오스와 드레인 영역의 측면 확산은 모든 채널 길이에서 중첩된 게이트-소오스와 게이트-드레인을 0.
- 드레인과 소오스에는 Arsenic(비소)을 도핑시켰으며, back ground 도핑과 게이트에는 boron(붕소)을 도핑시켰다. 접합 확산에서 접합 깊이는 0.05-μm(0.15-μm 게이트), 0.025-μm(0.075-μm 게이트)로 사용하였다. 도핑농도는 최대값 3×1019 cm-3으로 이온화하여 도핑을 제한하였다.
- 첫 번째 구조는 그림 1-(a)에 나타낸 LDD(lightly doped drain) MOSFET이다. 이 구조의 형식은 접촉에서 보다 더 작은 양으로 도핑한 전달영역을 추가하여 드레인 채널 접합에서 전계를 감소시키므로 hot carriers를 제어하는 것이다.
이론/모형
- 그리고, 최적의 채널과 도핑 농도에 대하여 분석할 것이다. 최근 입자시뮬레이션(particle simulation 또는 Monte Carlo simulation) 방법이 각광을 받고 있으나, 본 연구에서는 TCAD를 사용하여 시뮬레이션을 할 것이다.
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