• 전자공학회논문지A
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• 제33A권4호
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• pp.129-135
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• 1996

In this paper, the hot carrier effect and device degradation of deep submicrometer SC-PMOSFETs have been measured and characterized. It has been shown that the substrate current of a 0.15$\mu$m PMOSFET increases with increasing of impact ionization rate, and the impact ionization rate is a function of the gate length and gate bias voltage. Correlation between gate current and substrate current is investigated within the general framework of the lucky-electron. It is found that the impact ionization rate increases, but the device degradation is not serious with decreasing effective channel length. SCIHE is suggested as the possible phusical mechanism for enhanced impact ionization rate and gate current reduction. Considering the hot carrier induced device degradation, it has been found that the maximum supply voltage is about -2.6V for 0.15$\mu$m PMOSFET.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.769-772
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• 2014

비정질 InGaZnO 박막트랜지스터의 Gate Overlap 길이에 따른 NBS(Negative Bias Stress) 및 hot carrier 스트레스 후 시간별 문턱전압의 변화에 의한 소자신뢰도를 분석하였다. 측정에 사용된 소자는 비정질 InGaZnO TFT이며 채널 폭 $W=104{\mu}m$, 게이트 길이 $L=10{\mu}m$이며 Gate Overlap 길이는 $0,1,2,3{\mu}m$를 사용하였다. 소자 신뢰도는 전류-전압을 측정하여 분석하였다. 측정 결과, hot carrier 스트레스 후 Gate Overlap 길이가 증가할수록 문턱전압의 변화가 증가하였다. 또한, NBS 후에는 Gate Overlap 길이가 증가할수록 문턱전압의 변화가 감소하였고 장시간 스트레스 후에 hump가 발생하였다.

• 전자공학회논문지A
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• 제30A권12호
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• pp.77-87
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• 1993

PMOSFETs were studied on the effect of Hot-Carrier induced drain leakage current (Gate-Induced-Drain-Leakage). The result turned out that change in Vgl(drain voltage where 1pA/$\mu$m of drain leadage current flows) was largest in the Channel-Hot-Hole(CHH) injection condition and next was in dynamic stress and was smallest in electron trapping (Igmax) condition under various stress conditions. It was analyzed that if electron trapping occurrs in the overlap region of gate and drain(G/D), it reduces GIDL current due to increment of flat-band voltage(Vfb) and if CHH is injected, interface states(Nit) were generated and it increases GIDL current due to band-to-defect-tunneling(BTDT). Especially, under dynamic stress it was confirmed that increase in GIDL current will be high when electron injection was small and CHH injection was large. Therefore as applying to real circuit, low drain voltage GIDL(BTDT) was enhaced as large as CHH Region under various operating voltage, and it will affect the reliablity of the circuit.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.749-752
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• 2014

Spacer 유무와 핀 폭, 채널길이에 따른 n채널 MuGFET의 단채널 및 열화 특성을 비교 분석 하였다. 사용된 소자는 핀 수가 10인 Tri-Gate이며 Spacer 유무에 따른 핀 폭이 55nm, 70nm인 4종류이다. 측정한 소자 특성은 DIBL, subthreshold swing, 문턱전압 변화 (이하 단채널 현상)과 소자열화이다. 측정 결과, 단채널 현상은 spacer가 있는 것이 감소하였고, hot carrier degradation은 spacer가 있고 핀 폭이 작은 것이 소자열화가 적었다. 따라서, spacer가 있는 LDD(Lightly Doped Drain) 구조이며 핀 폭이 작은 설계방식이 단채널 현상 및 열화특성에 더욱 바람직하다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.735-736
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• 1998

Reduction of hot carrier degradation in MOS devices has been one of the most serious concerns for MOS-ULSIs. In this paper, three types of LDD structure for suppression of hot carrier degradation, such as spacer-induced degradation and decrease of performance due to increase of series resistance will be investigated. LDD-nMOSFETs used in this study had three different drain structure. (1) conventional ${\underline{S}}urface$ type ${\underline{L}}DD$(SL), (2) ${\underline{B}}uried$ type ${\underline{L}}DD$(BL), (3) ${\underline{S}}urface$urface ${\underline{I}}mplantation$ type LDD(SI). As a result, the surface implantation type LDD structure showed that improved hot carrier lifetime to comparison with conventional surface and buried type LDD structure.

• 전자공학회논문지A
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• 제33A권10호
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• pp.130-138
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• 1996

The size of a device needs to scale down to increase its integrity and speed. As the size of the device is reduced, the hot-carrier degradation that severely effects on device reliabilty is concerned. In this paper, sub-micron buried-channel P-MOSFETs were fabircated, and the hot-carrier effects were invetigated. Also the hot-carrier effect in the buired-channel P-MOSFETs and the surface-channel P-MOSFETs were compared with simulation programs using SUPREM-4 and MINIMOS-4. This paper showed that the electric characteristics of sub-micron P-MOSFET are different from those of N-MOSFET. Also it showed that the punchthrough voltage ( $V_{pt}$ ) was abruptly drop after applying the stress and became almost 0V when the channel lengths were shorter than 0.6.mu.m. The lower punchthrough voltage causes the device to operte poorly by the deterioration of cut-off characteries in the switching mode. We can conclude that the buried channel P-MOSFET for CMOS circuits has a limit of the channel length to be around 0.6.mu.m.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.142-142
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• 2012

최근 반도체 산업의 발전과 동시에 소자의 집적화에 따른 단채널 효과가 문제되고 있다. 채널 영역에 대한 게이트 영역의 제어능력이 떨어지면서 누설전류의 증가, 문턱전압의 변화가 발생하며, 이를 개선하기 위해 이중게이트 혹은 다중게이트 구조의 트랜지스터가 제안되었다. 하지만 채널길이가 수십나노미터 영역으로 줄어듦에 따라 소스/드레인과 채널간의 접합형성이 어렵고, 고온에서 열처리 과정을 거칠 경우 채널의 유효길이를 제어하기 힘들어진다. 최근에 제안된 Junctionless 트랜지스터의 경우, 소스/드레인과 채널간의 접합이 없기 때문에 접합형성 시 발생하는 공정상의 문제뿐만 아니라 누설전류영역을 개선하며, 기존의 CMOS 공정과 호환되는 이점이 있다. 한편, 집적화되는 반도체 기술에 따라, 동작 시 발생하는 스트레스가 소자의 신뢰성에 중요한 요인으로 작용하게 되며, 현재 Junctionless 트랜지스터의 신뢰성 특성에 관한 연구가 부족한 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 Junctionless 트랜지스터의 NBTI 특성과 hot carrier effect에 의한 신뢰성 특성을 분석하였다. Junctionless 트랜지스터의 경우, 축적모드로 동작하기 때문에 스트레스에 의해 유기되는 캐리어의 에너지가 낮다. 그 결과, 반전모드로 동작하는 Junction type의 트랜지스터에 비해 스트레스에 의한 subthreshold swing 기울기의 열화와 문턱전압의 이동이 감소하였다. 또한 소스/드레인과 채널간의 접합이 없기 때문에 hot carrier effect에 의한 게이트 절연막 및 계면에서의 열화가 개선되었다.

• 전자공학회논문지A
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• 제28A권12호
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• pp.53-58
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• 1991

Hot-carrier induced degradation has been studied for the BF$_2$ ion-implanted surface-channel LDD(P$^{+}$ polysilicon gate) PMOSFET in comparison to the buried-channel structure(N$^{+}$ polysilicon gate) PMOSFET. The conditions for maximum degradation better correlated to I$_{g}$ than I$_{sub}$ for both PMOSFET's. Due to the use of LDD structure on SC-PMOSFET, the substrate current for SC-PMOSFET was shown to be smaller than that of BC-PMOSFET. The gate current was smaller as well, due to the gate material work-function difference between p$^{+}$ and n$^{+}$ polysilicon gates. From the results, it was shown that the surface-channel LDD PMOSFET is more resistant to short channel effect than the buried-channel PMOSFET.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제45권2호
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• pp.1-5
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• 2008

본 연구에서는 SOI MOSFET를 hot carrier 현상에 의한 RF 성능 저하를 측정 분석하였다. $V_{GS}=0.8V$, f=2.5GHz에서 설계되어 진 LNA의 이득은 16.51dB이고 잡음지수는 1.195dB였다. SOI에서 스트레스 후에는 LNA의 이득과 잡음지수가 스트레스전보다 각각 15.3dB, 1.44dB로 변화하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.970-973
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• 1999

When the size of the device is decreased, the hot carrier degradation presents a severe problem for long-term device reliability. In this paper we fabricated & tested the 0.26${\mu}{\textrm}{m}$ NMOSFET with wet gate oxide and nitride oxide gate to compare that the characteristics of hot carrier effect, charge to breakdown, transistor Id_Vg curve and charge trapping using the Hp4145 device tester As a result we find that the characteristics of nitride oxide gate device better than wet gate oxide device, especially a hot carrier lifetime(nitride oxide gate device satisfied 30years, but the lifetime of wet gate oxide was only 0.1year), variation of Vg, charge to breakdown and charge trapping etc.