Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering (한국정보통신학회논문지)

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Comparative Analysis of PBTI Induced Device Degradation in Junctionless and Inversion Mode Multiple-Gate MOSFET

PBTI에 의한 무접합 및 반전모드 다중게이트 MOSFET의 소자 특성 저하 비교 분석

  • Received : 2012.11.18
  • Accepted : 2012.11.27
  • Published : 2013.01.31
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Abstract

In this paper, a comparative analysis of PBTI induced device degradation in nanowire n-channel junctionless and inversion mode Multiple-Gate MOSFET(MuGFETs) has been performed. It has been observed that the threshold voltage is increased after PBTI stress and the threshold voltage variation of junctionless device is less significant than that of inversion mode device. However the degradation rate of junctionless device is less significant than that of inversion mode device. The activation energy of the device degradation is larger in inversion mode device than junctionless device. In order to analyze the more significant PBTI induced device degradation in inversion mode device than junctionless device, 3-dimensional device simulation has been performed. The electron concentration in inversion mode device is equal to the one in junctionless device but the electric field in inversion mode device is larger than junctionless device.

본 연구에서는 다중게이트 구조인 나노 와이어 n-채널 무접합(junctionless)와 반전모드(inversion mode) 다중게이트 MOSFET(Multiple-Gate MOSFET : MuGFET)의 PBTI에 의한 소자 특성 저하를 비교 분석하였다. PBTI에 의해서 무접합 및 반전모드 소자의 문턱전압이 증가하는 것으로 관측되었으며 무접합 소자의 문턱전압 변화가 반전모드 소자보다 작음을 알 수 있었다. 그러나 소자특성 저하 비율은 반전모드 소자가 무접합 소자보다 큰 것으로 관측되었다. 특성저하 활성화 에너지는 반전모드 소자가 무접합 소자보다 큰 것을 알 수 있었다. PBTI에 의한 소자 특성 저하가 무접합 소자보다 반전모드 소자가 더 심한 것을 분석하기 위하여 3차원 소자 시뮬레이션을 수행하였다. 같은 게이트 전압에서 전자의 농도는 같으나 수직방향의 전계는 반전모드 소자가 무접합 소자보다 큰 것을 알 수 있었다.

Keywords

References

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