채널의 길이가 짧은 NMOS 트랜지스터의 Threshold 전압과 Punchthrough 전압의 감소에 관한 실험적연구

An Experimental Study on the Threshold Voltage and Punchthrough Voltage Reduction in Short-Channel NMOS Transistors

MOS 트랜지스터의 채널이 짧아짐에 따라 threshold 전압과 punchthrough 전압이 감소하는 현상을 실리콘 게이트 NMOS 기술로 제작한 소자로써 실험적으로 관찰하였다. 또한 게이트 산화막의 두께를 50nm와 70nm로 감소시키고 보론(boron)을 임플랜트한 소자를 제작하여 게이트 산화막의 두께와 서브스트레이트의 불순물의 농도가 threshold 전압과 Punchthrough 전압의 감소에 미치는 영향을 측정하였다. 또 채널의 길이가 3㎛인 소자에 대하여 hot-electron의 방출을 플로우팅 게이트 패준 방법에 의하여 측정하였으며 그 결과 채널의 길이가 3㎛까지는 hot-electron의 방출은 문제가 되진 않음을 관찰하였다.

The reduction of threshold voltage and punchthrough voltage of short channel MOS transistors has been measured experimentally with silicon gate NMOS transistors. The effects of the gate oxide thickness and substrate doping concentration on the threshold voltage and punch-through voltage have also been measured with sample devices with boron implantation and gate oxide thickness of 50 nm and 70 nm. Hot electron emission has been measured by floating gate method for the samples with 3 ${\mu}{\textrm}{m}$ channel length. It has been concluded from this measurement that hot electron emission is not significant for the channel length of 3${\mu}{\textrm}{m}$.