반도체 공정 레포트 - short channel effect (학점 A 레포트)

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목차

1.Short channel effect 이란
2.DIBL
3.GIDL
4.Reverse short channel effect (RSCE)
5.Narrow width effect (NWE)
6.Inverse narrow width effect (INWE)

본문내용

1.Short channel effect 이란
반도체 가격은 동일한 조건일 경우 매년 30%씩 떨어진다. 이를 보상하기 위해서는, 반도체 칩 크기를 키우지는 못하므로 칩 내 트랜지스터의 개수를 늘려야 한다. 하지만 이 또한 적절한 방법이 없기 때문에, 결국 Scaling down 방식으로 트랜지스터의 크기를 물리적으로 줄여야 하는데, 이 과정에서 가장 중요한 기능을 하는 Channel의 길이도 함께 짧아지게 된다. 다시 말해 Scaling down으로 인해 source와 drain 단자 사이에서 일어나는 가장 뚜렷한 변화는 3개의 단자에 전압을 인가했을 때 나타나는 유효채널의 길이가 전압차이에 의해 Channel Length Modulation이 발생한다는 것이다. 즉 Channel이 주로 짧아진다는 것이다.
여기서 다루고자 하는 문제는 정상적으로 drain 전압을 인가하더라도 Channel의 물리적 길이가 짧아진 상태에서는 유효채널 길이가 축소되고, 이 채널 길이가 과도하게 짧아짐으로 인해 전기장과 depletion 영역의 겹침 현상이 발생하여서 gate 전압이 인가되지 않아도 drain 단자의 전압이 높으므로 전류가 새는 현상, 즉 Leakage Current가 발생한다는 문제점이 있으며 이 문제들을 통틀어서 Short Channel Effect라고 한다.
대표적으로 DIBL, Punch Through, GIDL, VT roll – off등이 있다.

2.DIBL
DIBL은 Drain Induced Barrier Lowering의 약자로 channel이 짧아지면서 drain voltage에 의해서 누설전류가 흐르는 현상이다. MOSFET의 Channel length가 짧아지면서 drain에 순방향 전압이 인가되면 drain과 body 사이의 PN junction에 reverse bias가 걸리기 때문에 body 방향으로 depletion 영역이 확장되게 된다.

참고 자료

없음