• 제목/요약/키워드: hot carrier

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Hot-carrier 효과로 인한 MOSFET의 성능저하 및 동작수명 측정 (Hot-carrier Induced MOSFET Degradation and its Lifetime Measurement)

  • 김천수;김광수;김여환;김보우;이진효
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.182-187
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    • 1988
  • Hot carrier induced device degradation characteristics under DC bias stress have been investigated in n-MOSFETs with channel length of 1.2,1.8 um, and compared with those of LDD structure device with same channel length. Based on these results, the device lifetime in normal operating bias(Vgs=Vds=5V) is evaluated. The lifetimes of conventional and LDD n-MOSFET with channel length of 1.2 um are estimated about for 17 days and for 12 years, respectively. The degradation rate of LDD n-MOSFET under the same stress is the lowest at n-region implnatation dose of 2.5E15 cm-\ulcorner while the substrate current is the lowest at the dose of 1E13cm-\ulcorner Thses results show that the device degradation characteristics are basic measurement parameter to find optimum process conditions in LDD devices and evaluate a reliability of sub-micron device.

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산화막 및 재산화질화산화막의 MOS 캐패시터와 MOSFET의 신뢰성 (Reliability of MOS Capacitors and MOSFET's with Oxide and Reoxidized-Nitrided-Oxide as Gate Insulators)

  • 노태문;이경수;유병곤;남기수
    • 전자공학회논문지A
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    • 제30A권11호
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    • pp.105-112
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    • 1993
  • Oxide and reoxidized-nitrided-oxide were formed by furnace oxidation and rapid thermal processing (RTP). MOS capacitor and n-MOSFET's with those films as gate insulators were fabricated. The electrical characteristics of insulators were evaluated by current-voltage, high-frequency capacitance-voltage (C-V), and time-dependent dielectrical breakdown (TDDB) measurements. The hot carrier effects of MOSFET's were also investigated. Time-dependent dielectrical breakdown (TDDB) characteristics show that the life time of reoxidized-nitrided-oxide films is about 3 times longer than that of oxides. Hot carrier effects reveal that the life time of MOSFET's with reoxidized-nitrided-oxides is about 3 times longer than that of MOSFET's with oxides. Therefore, it is found that the reliability of dielectric films estimated by the hot carrier effects of MOSFET's is consistent with that of dielectric films from TDDB method.

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Submicron MOSTransistor에서 Hot-Carrier에 의한 열화현상의 연구 (Hot-Carrier Induced Degradation in Submicron MOS Transistor)

  • 최병진;강광남
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1987년도 전기.전자공학 학술대회 논문집(I)
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    • pp.469-472
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    • 1987
  • The hot-carrier induced degradation in very short-channel MOSFET was studied systematically. Under the traditional DC stress conditions, the threshold voltage shift (${\Delta}Vt$) and the transconductance degradation (${\Delta}Gm$/(Gmo-${\Delta}Gm$)) were confirmed to depend exponentially on the stress time and the dependency between the two parameters was proved to be linear. And the degradation due to the DC stress across gate and drain was studied. As the AC dynamic process is more realistic in actual device operation, the effects of dynamic stresses were studied.

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Submicron MOS 트랜지스터의 뜨거운 운반자에 의한 노쇠현상 (Hot-Carrier-Induced Degradation in Submicron MOS Transistors)

  • 최병진;강광남
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제25권7호
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    • pp.780-790
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    • 1988
  • We have studied the hot-carrier-induced degradation caused by the high channel electric field due to the decrease of the gate length of MOSFET used in VLSI. Under DC stress, the condition in which maximum substrate current occures gave the worst degradation. Under AC dynamic stress, other conditions, the pulse shape and the falling rate, gave enormous effects on the degradation phenomena, especially at 77K. Threshold voltage, transconductance, channel conductance and gate current were measured and compared under various stress conditions. The threshold voltage was almost completely recovered by hot-injection stress as a reverse-stress. But, the transconductance was rapidly degraded under hot-hole injection and recovered by sequential hot-electron stress. The Si-SiO2 interface state density was analyzed by a charge pumping technique and the charge pumping current showed the same trend as the threshold voltage shift in degradation process.

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NMOSFET의 Hot-Carrier 열화현상 (Hot-Carrier Degradation of NMOSFET)

  • 백종무;김영춘;조문택
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.3626-3631
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    • 2009
  • 본 논문에서는 아날로그 회로에 사용되는 NMOSFET에 대한 Hot-Carrier 열화특성을 조사하였다. 여러 값을 갖는 게이트 전압으로 스트레스를 인가한 후, 소자의 파라미터 열화를 포화 영역에서 측정하였다. 스트레스 게이트 전압의 범위에 따라 계면 상태(interface state) 뿐 아니라 전자와 정공의 포획이 드레인 근처 게이트 산화막에서 확인되었다. 그리고 특히 낮은 게이트 전압의 포화영역에서는 정공의 포획이 많이 발생하였다. 이러한 전하들의 포획은 전달 컨덕턴스 ($g_m$) 및 출력 컨덕턴스 ($g_{ds}$)의 열화의 원인이 된다. 아날로그 동작 범위의 소자에서 파라미터 열화는 소자의 채널 길이에 매우 민감하게 반응한다. 채널길이가 짧을수록 정공 포획이 채널 전도도에 미치는 영향이 증가하게 되어 열화가 증가되었다. 이와 같이 아날로그 동작 조건 및 아날로그 소자의 구조에 따라 $g_m$$g_{ds}$의 변화가 발생하므로 원하는 전압 이득($A_V=g_m/g_{ds}$)을 얻기 위해서는 회로 설계시 이러한 요소들에 대한 고려가 필요하다.

소스 및 드레인 전극 재료에 따른 비정질 InGaZnO 박막 트랜지스터의 소자 열화 (Hot carrier induced device degradation in amorphous InGaZnO thin film transistors with source and drain electrode materials)

  • 이기훈;강태곤;이규연;박종태
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.82-89
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    • 2017
  • 본 연구에서는 소스 및 드레인 전극 재료에 따른 소자 열화를 분석하기 위해 Ni, Al, 및 ITO를 소스 및 드레인 전극 재료로 사용하여 InGaZnO 박막 트랜지스터를 제작하였다. 전극 재료에 따른 소자의 전기적 특성을 분석한 결과 Ni 소자가 이동도, 문턱전압 이하 스윙, 구동전류 대 누설전류 비율이 가장 우수하였다. 소스 및 드레인 전극 재료에 따른 소자 열화 측정결과 Al 소자의 열화가 가장 심한 것을 알 수 있었다. InGaZnO 박막 트랜지스터의 소자 열화 메카니즘을 분석하기 위하여 채널 폭과 스트레스 드레인 전압을 다르게 하여 문턱전압 변화를 측정하였다. 그 결과 채널 폭이 넓을수록 또 스트레스 드레인 전압이 높을수록 소자 열화가 많이 되었다. 측정결과로부터 InGaZnO 박막 트랜지스터의 소자 열화는 큰 채널 전계와 주울 열의 결합 작용으로 발생함을 알 수 있었다.

Characterization of Ultrathin Gate Dielectrics for Nanoscale CMOS Applications

  • Yoon, Gi-Wan;Mai, Linh;Lee, Jae-Young
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제5권2호
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    • pp.109-111
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    • 2007
  • In this paper, MOS devices with ultrathin gate dielectrics (5.5 nm) are characterized and compared with those with conventional oxides particularly for nanoscale CMOS applications. Nitrogen concentrations and profiles in the nitride gate dielectrics were obtained that will play an important role in improving both hot-carrier lifetime and resistance to boron penetration. This approach seems very useful for future nanoscale CMOS device applications.

Gate-LDD구조를 가진 LDMOS 전력소자의 전기적 특성 (Electrical Characteristics of LDMOS Power Device with LDD Structure)

  • 오정근;김남수
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2002년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.163-165
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    • 2002
  • LDD구조를 가진 LDMOS 전력소자의 LDD영역과 채널영역변화에 의한 전기적 특성을 비교 조사하였다. MEDICI 시뮬레이션 tool을 이용하여 hot-carrier전류의 특성, ON 저항의 변화, breakdown 전압의 특성과 switch transient 특성을 조사하였다. Gate-drain 사이의 불순물도핑 영역 및 농도에 따른 소자의 특성해석은 LDD구조를 가진 LDMOS가 hot-carrier resistance 및 전력소모 관점에서 우수한 특성을 나타낼 것으로 사료된다

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Polysilicon Thin Film Transistors on spin-coated Polyimide layer for flexible electronics

  • Pecora, A.;Maiolo, L.;Cuscuna, M.;Simeone, D.;Minotti, A.;Mariucci, L.;Fortunato, G.
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권1호
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    • pp.261-264
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    • 2007
  • We developed a non self-aligned poly-silicon TFTs fabrication process at two different temperatures on spin-coated polyimide layer above Si-wafer. After TFTs fabrication, the polyimide layer was mechanically released from the Si-wafer and the devices characteristics were compared. In addition self-heating and hot-carrier induced instabilities were analysed.

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Hot Wall Epitaxy(HWE)법에 의한 $AgGaSe_2$ 단결정 박막 성장과 전기적 특성 (Growth and electrical properties for $AgGaSe_2$ epilayers by hot wall epitaxy)

  • 박창선;홍광준
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.96-97
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    • 2008
  • Single crystal $AgGaSe_2$ layers were grown on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate at 420 $^{\circ}C$ with hot wall epitaxy (HWE) system by evaporating $AgGaSe_2$ source at 630 $^{\circ}C$. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of single crystal $AgGaSe_2$ thin films measured with Hall effect by van def Pauw method are $9.24\times10^{16}cm^{-3}$ and 295 $cm^2/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively.

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