반도체 & 디스플레이12 MOSFET Secondary Effect(2차 효과, 단채널효과, 채널길이 변조, DIBL, GIDL, punch trough, body effect) MOSFET Secondary effect 1. Secondary Effects란? ○ 2차 효과라고도 하며, Transistor가 작아지면서 생기는 부수적인 효과입니다. ○ 의도치 않은 효과이며, Transistor가 정상 작동하는 데 문제를 야기합니다. ○ 통상 SCE(Short Channel effect : 단채널 효과)의 원인으로 발생합니다. ○ Transistor의 크기가 매우 작아진 요즘은 Main effect로 봐도 무방합니다. 2. Secondary Effect의 종류 1) Short Channel Effect(단채널 효과) ○ 반도체의 성능을 향상하기 위해 반도체의 length를 줄이게 됩니다. ○ 왜 length를 줄이면 성능이 향상되는지는 https://teacher-camel.tis.. 2022. 6. 9. ESD(반도체 정전기 대책, ESD 모델 이유) 1. ESD란 (정전기 : Electrostatic Discharge) 다른 전위를 갖는 두 물체 사이에서 발생하는 마찰에 의한 전하 이동입니다. 나노 세컨드의 매우 짧은 시간에 어떤 상황에서든 발생할 수 있는 현상입니다. 오늘날에는 IC 고집적화로 인해 약간은 정전기 만으로 회로에 손상을 줄 수 있으며, 한 번에 더 많은 반도체에 데미지를 줄 수 있으므로 ESD를 방지하는 것은 생산성과 제품의 신뢰성에 영향을 미치는 중요한 요인이 되었습니다. 따라서 칩 내부에 ESD 보호 회로를 내장하여 ESD 발생 시 내부 회로로의 유입을 방지하고 외부로 ESD를 방전시킬 수 있어야 합니다. 2. ESD 발생 모델 ESD 발생에는 세가지 모델이 있습니다. 첫 번째 HBM : Human Body Model 두 번째 M.. 2021. 11. 28. CMOS란(CMOS 사용 이유, 특징) 1. CMOS란? ○ Complementary Metal Oxide Semiconductor의 약자로 금속 산화막 반도체라고 불립니다. ○ CMOS는 N-type의 MOSFET과 P-type의 MOSFET을 접속한 것으로 각 Type의 MOSFET의 특성을 상호 보완하는 특징을 갖고 있습니다. ○ 대표적인 CMOS 특징으로는 첫 번째 소비전력면에서 개별 MOSFET보다 매우 우수한 특성을 가집니다. 두 번째 출력 특성이 좋습니다. ○ 또한 CMOS는 BJT 트렌지스터와 비교해서 집적도가 50~100배 더 높은 장점도 있는데, ○ 이는 BJT 트랜지스터로 NOT, NOR과 같은 기본적인 Gate를 구성하려면, 2개 또는 4개의 BJT 트랜지스터가 필요하기 때문입니다. ○ 뿐만 BJT 트렌지스터로 구성한 회.. 2021. 10. 24. MOSFET 구성의 종류(증가형, 공핍형, Planar, FD-soi, FINFET, GAAFET, MBCFET) MOSFET의 종류 1. 채널에 따른 분류 1) 증가형 MOSFET ○ Gate에 전압을 인가하여 소스와 드레인 사이에 채널을 형성하는 일반적으로 알고 있는 모스펫입니다. ○ E-MOSFET(Enhancement)라고도 합니다. 2) 공핍형 MOSFET ○ 증가형 MOSFET의 반대되는 개념으로 물리적으로 채널이 미리 형성되어 있습니다. 따라서 따로 게이트에 전압을 걸어주지 않더라도 전류가 흐르는 상태이며, 게이트 전압을 조절해 전류를 차단하거나 약하게 조절할 수 있습니다. ○ 이 원리는 E-MOSFET과 반대라고 생각하시면 됩니다. N-type E-MOSFET의경우 +전압을 인가해 정공을 밀어내고 N채널을 형성한다면, E-MOSFET의 경우 – 전압을 인가해 정공을 채널로 끌어들여 채널을 좁게 만들게 .. 2021. 10. 17. MOSFET 구성, 동작, Drain 전류 1. MOSFET의 구성 ○ MOSFET은 Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor로 금속, 산화막, 단도체로 이루어진 전계 트랜지스터입니다. 또한 Source, Drain, Gate, Body 네 개의 단자로 이뤄져 있습니다. 1) Gate ○ Metal로 이뤄진 전도성 판으로 채널 형성을 조절하는 역할을 합니다. ○ 초기 MOSFET 제작 당시 Gate는 Metal로 이뤄져 있었느냐 Metal을 사용 시 공정 상 고온 공정을 할 수 없어 Poly 전극으로 대체되었습니다. 그리고 현재는 반도체의 동작전압 문제로 다시 Metal을 사용하고 있습니다. ○ Gate를 이용해 캐리어 채널을 형성시켜 전류를 흐르게 합니다. 즉 스위치 역할을 합니다. 2) Sour.. 2021. 10. 10. MOSCAP이란? 1. MOSCAP이란? ○ MOSCAP이란 Metal Oxide Semiconductor Capacitor의 약자입니다. ○ MOSCAP은 이름에서 알 수 있듯이 Metal = 금속, Oxide = 절연체, Semiconductor = 반도체로 이뤄진 캐피시터입니다. ○ 캐피시터는 두 개의 금속전극과 그 사이의 유전체로 이뤄져 있습니다. MOSCAP은 이와 유사하게 금속과 반도체 사이 절연체가 삽입된 상태로 캐피시터의 역할을 합니다. 2. MOSCAP 동작 특성 1) n-type MOSCAP의 동작 특성 ○ n-type MOSCAP의 동작은 Accumulation(축적), Depletion(공핍), Inversion(반전) 3가지로 나눌 수 있습니다. ○ 첫 번째 사진은 Accumulation을 나타내고.. 2021. 10. 5. BJT란? 1. BJT란? ○ N형과 P형으로 도핑된 3개의 반도체 영역(예를 들어 NPN 또는 PNP)으로 구성된 반도체 소자입니다. ○ Diffusion에 의한 전류를 증폭 성질을 갖고 있으며, 보통 이러한 성질을 이용하기 위해 사용하는 소자입니다. 2. BJT의 구성 ○ BJT는 이미터(E), 베이스(B), 콜렉터(C)로 구성되어 있습니다. ○이미터 : 캐리어를 공급하는 단자로, 불순물 농도를 가장 높게 도핑해 줍니다. ○베이스 : 캐리어가 모이는 정도를 조절하는 단자입니다. 즉 전류의 흐름을 제어하는데 사용하는 단자이며, 매우 얇게 만들어 주어야 합니다. 이 이유는 베이스에서는 전자와 정공이 재결합을 하는데 이를 최소화시키기 위해서입니다. ○콜렉터 : 캐리어가 모이게 되는 단자로 불순물 농도가 가장 낮게 도.. 2021. 9. 26. PN다이오드란?(PN 접합이란?) 다이오드 ○ 양쪽 단자에 인가한 전압의 극성에 따라 한쪽 방향으로만 전류가 흐르거나, 공핍 영역의 두께가 변화하는 등의 특성을 가진 소자입니다. ○ 이러한 다이오드의 성질은 교류를 직류로 변화시키는데, 역전압을 방지하는데, 전압을 일정하게 유지하는데 사용됩니다. ○ 다이오드를 사용해 교류를 직류로 변화시키는 원리 1) 교류는 사실상 전자가 흐르는 것이 아닌 전자가 진동하는 것입니다. 2) 이러한 전자의 움직임은 부하(또는 저항)을 이루는 원자와 부딪히게 되고 전압을 생각하게 됩니다. 즉 부하)또는 저항)에서는 전류가 흐르는 것으로 받아들이는 것입니다. 3) 다이오드의 성질은 한쪽 방향으로만 전류가 흐르는 즉 한쪽 방향으로만 전자가 움직이게 만듭니다. 4) 따라서 그림의 회로에서 전자가 좌우로 움직인다고 .. 2021. 9. 19. 반도체 물성 - 반도체의 전기적 특성 반도체의 전기적 특성 ○ 캐리어의 이동 요인인은 드리프트(Drift), 확산(Diffusion), 열적 이동 3가지가 존재합니다. ○ 그리고 캐리어의 이동은 전류의 흐름과 같습니다. 1. 드리프트(Drift) ○ 전계(Electric Field : E-Field)에 의한 전하의 이동을 의미합니다. ○ 인가된 전압에 의해 전계가 생성되고, 전계에 의해 전자는 양극으로, 정공은 음극으로 이동하는 현상입니다. ○ 이런 현상으로 생성된 전류를 드리프트 전류라고 하며, 이동도가 높을수록 E-Field가 강할수록 전류가 커집니다. ○ 드리프트 전류는 일반적으로 E-Field에 선형적으로 증가하지만, Carrier Scattering에 의해 일정 속도 이상 증가하지 않습니다. 2. 확산(Diffusion) ○ 농도차.. 2021. 9. 15. 이전 1 2 다음
