Short channel effect(SCE)의 모든것

소개글

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목차

1. Vt roll off
2. DIBL
3. hot- carrier effects
4. Velocity saturation/ Velocity overshoot
5. GIDL
6. Punch Through

본문내용

1. Vt roll off
* Vt roll off란 ??
먼저 이 Vt roll off라는 것은 소자의 크기를 줄이거나 짧은 채널 길이를 가진 경우 드레인의 전압을 증가시킴에 따라서 Vt가 감소하는 현상이다. Vt가 감소하게 되면 전류가 증가하게 되는데 이는 좋다고 말할 수 없다. 우리가 만약에 스마트폰을 동작시키게 되면 on current도 중요하지만 실제로 off (standby) 상태로 사용하는 경우가 많기 때문에 off current도 매우 중요하다.
on current가 증가하게 되면 소자 스피드가 빨라져서 좋다고 할 수는 있지만 off current가 증가하게 되면 Pstatic = ioff * Vdd에 의해서 파워 소모가 너무 커지게 된다.
=> Vt가 감소하는 Vt roll off 현상은 좋지 않다!
* Vt roll off가 발생하는 이유??
1. DIBL
2. Cd (Electrostatic Coupling)
3. Depletion Charge sharing

세 가지로 나누어져 있고 Vt roll off가 발생하는 이유로 다 다른 원인으로부터 발생하지만 결과적으로는 어떠한 원인으로 인해서 채널의 길이가 짧아짐에 따라서 게이트 전압이 원래만큼의 장악력을 가지지 못하기 때문에 발생한다는 것이다. 드레인 전압에 의해서 채널의 전하( inversion charge)가 영향을 받으니까 게이트 전압이 이전보다 덜 필요하게 되어서 게이트 전압이 감소하게 되고, 이 게이트 전압이 Vt가 되니까 Vt가 감소한다.

이 식은 3번 Depletion Charge sharing으로부터 얻어낸 식으로 Vt-long과 Vt-short의 차이를 나타낸다. 그러면 short channel 일 때와 long 일 때의 차이가 크기를 바라지 않기 때문에 이 값이 작으면 좋다.
그러면 우리가 조절해서 바꿀 수 있는 값으로는 Cox가 키우거나 Wdmax를 줄이거나 Xj를 감소시키는 것이다.

참고 자료

없음