Device Design of Vertical Nanowire MOSFET to Reduce Short Channel Effect

단채널 현상을 줄이기 위한 수직형 나노와이어 MOSFET 소자설계

In this work, we have analyzed the characteristics of vertical nanowire GAA MOSFET according to channel width and the type of channel doping through the simulation. First, we compared and analyzed the characteristics of designed structures which have tilted shapes that ends of drains are fixed as 20nm and ends of sources are 30nm, 50nm, 80nm and 110nm. Second, we designed the rectangular structure which has uniform width of drain, channel and source as 50nm. We used it as a standard and designed trapezoidal structure which is tilted so that the end of drain became 20nm and reverse trapezoidal structure which is tilted so that the end of source became 20nm. We compared and analyzed the characteristic of above three structures. For the last, we used the rectangular structure, divided its channel as five parts and changed the type of the five parts of doping concentration variously. In the first simulation, when the channel width is the shortest, in the second, when the structure is trapezoid, in the third, when the center of channel is high doped show the best characteristics.

본 연구에서는 시뮬레이션을 통해 채널 폭과 채널 도핑 형태에 따른 수직형 나노와이어 GAA MOSFET의 특성을 비교, 분석하였다. 첫 번째로, 드레인의 끝부분을 20nm로 고정시키고 소스의 끝부분이 30nm, 50nm, 80nm, 110nm로 식각된 모양으로 설계한 구조의 특성을 비교, 분석하였다. 두 번째로는 드레인, 채널, 소스의 폭이 50nm로 일정한 직사각형 모양의 구조를 설계하였다. 이 구조를 기준으로 삼아 드레인의 끝부분이 20nm가 되도록 식각된 사다리꼴 모양과 반대로 소스의 끝부분이 20nm가 되도록 식각된 역 사다리꼴 모양의 구조를 설계하여 위 세 구조의 특성을 비교, 분석하였다. 마지막으로는 폭 50nm의 직사각형 구조의 채널을 다섯 구간으로 나누어 도핑 형태를 다양하게 변화시킨 것의 특성을 비교, 분석하였다. 첫 번째 시뮬레이션에서는 채널 폭이 가장 작을 때, 두 번째 시뮬레이션에서는 사다리꼴 모양의 구조일 때, 세 번째 시뮬레이션에서는 채널의 중앙 부분이 높게 도핑 되었을 때 가장 좋은 특성을 보였다.