날아라팡's 반도체 아카이브

Treshold voltage에 영향을 끼치는 요소들은 분류하면 다음과 같습니다. - Substrate Doping effect : Vertical non-Uniform doping effects / Lateral non-Uniform doping effects - Channel length effect : Normal short channel effects / Reverse short channel effects - Channel width effect : Normal Narrow width effects / Reverse narrow width effects - body & bulk charge effect : Body bias effect and bulk charge effect 이번 포스팅은 Th..

*해당 내용은 Chenming Calvin Hu 박사의 "Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits" 교재에서 반도체 물리 내용을 정리한 것입니다. 현대 트랜지스터는 아래 그림처럼 Retrograde body doping profile(이하 "역경사 바디 도핑")을 소자에 채택했습니다. 이것은 얇은 표면층에 낮은 도핑을 하고 그 아래는 아주 높은 도핑을 하는 것을 의미합니다. 위 그림을 통해 Uniform body doping profile(이하 "균일 바디 도핑")도 확인할 수 있습니다. 초기 MOSFET은 해당 doping profile을 채택했는데 이것은 바디 효과에 대한 Wd,max가 Vsb에 따라 바뀌었고, 이것은 바디 효과 이론을 더 복잡하게..

Short channel effects의 원인은 channel 길이가 감소함에 따라 전기장 세기가 강해지는 것을 알 수 있다. DIBL은 channel 길이가 짧아져 각 위치의 전압분포의 기울기가 커지고 이에 따라 전기장 세기가 증가하여 source측 barrier가 감소했다. Hot carrier effect는 channel 길이가 감소하여 전기장 세기가 강해졌고 전자가 큰 운동에너지를 받아 drift됨으로써 impact ionization이 발생했다. 그렇다면 short channel에서도 shrink되기 전처럼 정상적인 동작을 하려면 어떻게 해야할까? 그것은 channel 길이가 줄어들어도 전기장의 세기를 일정하게 유지시켜주면 된다. 이것을 MOSFET Scaling이라고 하며, MOSFET Sca..

회로 설계를 할 때 집적도를 높이는 것은 무엇보다 중요하다. 이 집적도를 높이기 위해서는 회로 구성의 가장 작은 단위인 MOSFET size를 줄여햐 하며, 이에 따라 MOSFET의 channel은 매우 짧아지게 된다. 일반적으로 channel length가 1um 이상인 것을 Long channel, 0.1um 이하인 것은 short channel이라고 가리킨다. 최근 기술로는 channel이 nano meter 수준에 이르렀기 때문에 매우 짧은 short channel을 가지며, 이 경우에는 양자역학적인 해석이 필요하다. 결국 short channel 이론은 완벽하지 않다는 것을 말하며 기본적인 long channel 이론에서 점차 수정해 나가는 방식으로 이론이 전개되고 있다. 그렇다면 이제 MOSF..