초록 ▼

Hot carrier로 인한 MOSFET의 소자 노쇠화는 집적회로의 성능을 크게 저하시키게 되므로 지적회로의 신뢰도에 큰 영향을 주게된다. 소자의 크기가 축소되므로 NMOS 뿐만아니라 PMOS에서도 hot carrier에 의한 소자 노쇠화가 심각한 문제이므로 PMOS의 노쇠화 모델을 새로이 정립하고 quarter-micrometer 레벨 소자에 적용시켰으며 PMOS의 소자 수명 예측방법을 새로이 제시하였다. CMOS 차동증폭기의 입력 offset 전압과 드레인 출력 저항을 반 경험적으로 모델링하였다. 그리고 실제 CMOS 차동

Hot carrier로 인한 MOSFET의 소자 노쇠화는 집적회로의 성능을 크게 저하시키게 되므로 지적회로의 신뢰도에 큰 영향을 주게된다. 소자의 크기가 축소되므로 NMOS 뿐만아니라 PMOS에서도 hot carrier에 의한 소자 노쇠화가 심각한 문제이므로 PMOS의 노쇠화 모델을 새로이 정립하고 quarter-micrometer 레벨 소자에 적용시켰으며 PMOS의 소자 수명 예측방법을 새로이 제시하였다. CMOS 차동증폭기의 입력 offset 전압과 드레인 출력 저항을 반 경험적으로 모델링하였다. 그리고 실제 CMOS 차동증폭기를 수 설계하여 MPC로 제작하였으며 hot carrier에 의한 small signal voltage gain 저하를 측정 분석하였다. 그리고 간단한 digital 논리 게이트를 제작하여 hot carrier에 의한 집적회로의 성능저하 분석을 하였으며 이를 방지하기 위한 회로 설계방법에 관하여도 연구하였다. 본 연구의 결과는 hot carrier 영향을 고려한 submicrometer 레벨의 집적회로 설계에 응용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼

The hot carrier induced device degradation deteriorates the performance of circuits and impacts on the reliability of integrated circuits seriously. As the physical dimension of the MOS device scales down, the PMOS degradation is serious as well as NMOS. In this works, the hot carrier induced devi

The hot carrier induced device degradation deteriorates the performance of circuits and impacts on the reliability of integrated circuits seriously. As the physical dimension of the MOS device scales down, the PMOS degradation is serious as well as NMOS. In this works, the hot carrier induced device degradation model for PMOS is developed by using the effective channel shortening and applied for the quarter micrometer level devices. The lifetime prediction methods for PMOS and an emperical model of the input offset voltage and the output drain resistance for CMOS differential amplifiers are developed. For the study on the device degradation impacts on the circuits performance, CMOS differential amplifiers and simple digital gates are fabricated by using MPC program. From CMOS differential amplifiers, the small signal voltage gates, the design methods for the reduction of the hot carrier effects is studied. Our results can be applied for the PMOS device design and integrated circuits design with being taken into the not carrier effects.

목차 Contents

• I. 서론...8
• II. 연구 결과...11
• 1. PMOSFET의 소자수명 예측방법...11
• 2. CAS 구현...17
• 3. 차동중폭기의 입력 offset 전압 및 출력저항 모델링...19
• 4. Hot Electron에 의한 PMOSFET의 노쇠화 모델...28
• 5. Quarter Micrometer SC-PMOSFET의 노쇠화 모델...50
• 6. AC 스트레스에서 hot carrier로 인한 PMOSFET의 소자 노쇠화 메카니즘...57
• 7. Hot Carrier에 의한 집적회로의 신뢰도...71
• 8. Hot Carrier를 고려한 집적회로의 설계방법...91
• III. 결 론...96
• IV. 참고문헌...98