Analysis on the Scaling of MOSFET using TCAD

TCAD를 이용한 MOSFET의 Scaling에 대한 특성 분석

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.

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.