Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제10권6호
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pp.189-192
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2009
The leakage current in a CMOS image sensor (CIS) can have various origins. Leakage current investigations have focused on such things as cobalt-salicide, source and drain scheme, and shallow trench isolation (STI) profile. However, there have been few papers examining the effects on leakage current of nitride stringers that are formed by gate sidewall etching. So this study reports the results of a series of experiments on the effects of a nitride stringer on real display images. Different step heights were fabricated during a STI chemical mechanical polishing process to form different nitride stringer sizes, arsenic and boron were implanted in each fabricated photodiode, and the doping density profiles were analyzed. Electrons that moved onto the silicon surface caused the dark leakage current, which in turn brought up the speckle defect on the display image in the CIS.
Kim, Young Kwon;Lee, Dong Bin;Choi, Won Hyeok;Park, Taesik;Lee, Myoung Jin
KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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제2권2호
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pp.223-225
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2016
The newly proposed analysis method using a direct-current current-voltage (DCIV) simulation is introduced for investigating leakage current composing MOS transistor. From comparing the density and location of traps using DCIV method and investigating the leakage current of gate channel transistor, we proposed the graphical analysis method to correlate the DCIV current and leakage mechanism by the traps. And, our graphical method intuitively explains that leakage current in MOS transistor is well correlated with the DCIV current of the MOS transistor arrays due to two kinds of traps created by Fowler-Nordheim (F-N) stress and Hot carrier stress, respectively.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제7권4호
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pp.215-220
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2007
Leakage current of CMOS circuits has become a major factor in VLSI design these days. Although many circuit-level techniques have been developed, most of them require significant amount of designers' effort and are not aligned well with traditional VLSI design process. In this paper, we focus on technology mapping, which is one of the steps of logic synthesis when gates are selected from a particular library to implement a circuit. We take a radical approach to push the limit of technology mapping in its capability of suppressing leakage current: we use a probabilistic leakage (together with delay) as a cost function that drives the mapping; we consider pin reordering as one of options in the mapping; we increase the library size by employing gates with larger gate length; we employ a new flipflop that is specifically designed for low-leakage through selective increase of gate length. When all techniques are applied to several benchmark circuits, leakage saving of 46% on average is achieved with 45-nm predictive model, compared to the conventional technology mapping.
Simple nonoverlapped source/drain-to-gate MOSFETs to suppress GIDL (gate-induced drain leakage) is simulated with SILVACO simulation tool. Changing spacer thickness for adjusting length of Drain to Gate nonoverlapped region, this simulation observes on/off characteristic of nonoverlapped source/drain-to-gate MOSFETs. Off current is dramatically decreased with S/D to gate nonoverlapped length increasing. The result shows that maximum on/off current ratio is achieved by adjusting nonoverlapped length.
The drain current of the MOSFET in the off state(i.e., Id when Vgs=0V) is undesired but nevertheless important leakage current device parameter in many digital CMOS IC applications (including DRAMs, SRAMs, dynamic logic circuits, and portable systems). The standby power consumed by devices in the off state have added to the total power consumed by the IC, increasing heat dissipation problems in the chip. In this paper, hot-carrier-induced degra- dation and gate-induced-drain-leakage curr- ent under worse case in P-MOSFET\`s have been studied. First of all, the degradation of gate-induced- drain-leakage current due to electron/hole trapping and surface electric field in off state MOSFET\`s which has appeared as an additional constraint in scaling down p-MOSFET\`s. The GIDL current in p-MOSFET\`s was decreased by hot-electron stressing, because the trapped charge were decreased surface-electric-field. But the GIDL current in n-MOS77T\`s under worse case was increased.
One of the major problems for poly-Si TFTs is the large off state leakage current. LDD (lightly doped drain) and offset gated structures have been employed in order to reduce the leakage current. However, these structures also redcue the oN current significantly due to the extra series resistance caussed by the LDD or offset region. It is desirable to have a device which would have the properties of the offset gated structure in the OFF state, while behaving like a fully gated device in the oN state. Therefore, we propose a new thin film transistor with pnp junction gate which reduce the leakage curretn during the OFF state without sacrificing the ON current during the ON state.
Lift-off를 이용한 DLC-coated Si-tip FEA 제조에 있어서 gate 절연막의 측면에 DLC가 coating되는 것을 방지하기 위해 기판 상에 Al 희생층을 경사-회전 증착한 뒤 DLC를 coating하고, 다음으로 희생층을 식각하여 tip 이외의 DLC를 제거하는 방법을 제안하였다. 이러한 Al희생층을 이용한 lift-off공정에 의해 제조된 DLC-coated Si-tip FEA의 전류전압 특성과 전류 표동 특성을 조사하였으며, gate 누설 전류의 감소와 방출 전류의 안정성을 확인하였다.
In this work, a special technique called dielectric filling was carried out in order to reduce sub-threshold leakage current inside double-gated n-channel MOSFET. This calibration was done by using SILVACO Atlas(TCAD), and the result showed quite a good performance compared to the conventional double-gate MOSFET.
Kim, Do-Kywn;Sindhuri, V.;Kim, Dong-Seok;Jo, Young-Woo;Kang, Hee-Sung;Jang, Young-In;Kang, In Man;Bae, Youngho;Hahm, Sung-Ho;Lee, Jung-Hee
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제14권5호
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pp.601-608
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2014
In this paper, we have characterized the electrical properties related to gate leakage current in AlGaN/GaN MISHFETs with varying the thickness (0 to 10 nm) of $Al_2O_3$ gate insulator which also serves as a surface protection layer during high-temperature RTP. The sheet resistance of the unprotected TLM pattern after RTP was rapidly increased to $1323{\Omega}/{\square}$ from the value of $400{\Omega}/{\square}$ of the as-grown sample due to thermal damage during high temperature RTP. On the other hand, the sheet resistances of the TLM pattern protected with thin $Al_2O_3$ layer (when its thickness is larger than 5 nm) were slightly decreased after high-temperature RTP since the deposited $Al_2O_3$ layer effectively neutralizes the acceptor-like states on the surface of AlGaN layer which in turn increases the 2DEG density. AlGaN/GaN MISHFET with 8 nm-thick $Al_2O_3$ gate insulator exhibited extremely low gate leakage current of $10^{-9}A/mm$, which led to superior device performances such as a very low subthreshold swing (SS) of 80 mV/dec and high $I_{on}/I_{off}$ ratio of ${\sim}10^{10}$. The PF emission and FN tunneling models were used to characterize the gate leakage currents of the devices. The device with 5 nm-thick $Al_2O_3$ layer exhibited both PF emission and FN tunneling at relatively lower gate voltages compared to that with 8 nm-thick $Al_2O_3$ layer due to thinner $Al_2O_3$ layer, as expected. The device with 10 nm-thick $Al_2O_3$ layer, however, showed very high gate leakage current of $5.5{\times}10^{-4}A/mm$ due to poly-crystallization of the $Al_2O_3$ layer during the high-temperature RTP, which led to very poor performances.
The gate leakage current is first calculated using the experimental method between gate and drain by opening source electrode. Next, the gate to drain current has been obtained with a ground source. The difference of two current has been tested and provide that the existence of another source to Schotuy barrier height against the image force lowering effect.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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