T_CAD NMOS_구조 설계

소개글

본 반도체 소자 수업에서 학습한 NMOS를 TCAD(Technology Computer Aided Design, TCAD는 반도체 공정·소자 현상에 대한 모델링을 기반으로 제품의 특성을 예측하는 기반기술 분야. 쉽게 말해 새로운 반도체를 만들 때 생산라인에 적용하기 전에 시뮬레이션을 돌려 미리 확인하는 과정.)로 구현해 보고, NMOS의 paramaters를 변경해 봄으로써 NMOS의 특성 향상을 직접 확인하기 위함으로 SILVACO Athena 와 Atlas Simulation을 이용하여 제시한 Reference NMOS 특성과 상호 비교하여 VD=5V일 때 Vth값을 최소화하고, VG=5V일 때 Saturation(@VDS=5V)영역에서 ID 값을 최대화하는 방안을 도출는 것을 설계의 방향으로 잡는다. 이 때 Reference NMOS에 대비하여 자신이 직접 설계한 NMOS의 특성이 몇 % 향상되었는지 비교해보고 향상 비율이 높아지도록 설계 하는 것을 최종 목표로 한다.

목차

Ⅰ. 설계 과제

Ⅱ. 배경 이론

Ⅲ. 설계 방법

Ⅳ. 설계 결과

Ⅳ. 기존 결과와의 비교

Ⅳ. 결론 및 향후 계획

본문내용

3. 설계 요약
본 반도체 소자 수업에서 학습한 NMOS를 TCAD(Technology Computer Aided Design, TCAD는 반도체 공정·소자 현상에 대한 모델링을 기반으로 제품의 특성을 예측하는 기반기술 분야. 쉽게 말해 새로운 반도체를 만들 때 생산라인에 적용하기 전에 시뮬레이션을 돌려 미리 확인하는 과정.)로 구현해 보고, NMOS의 paramaters를 변경해 봄으로써 NMOS의 특성 향상을 직접 확인하기 위함으로 SILVACO Athena 와 Atlas Simulation을 이용하여 제시한 Reference NMOS 특성과 상호 비교하여 VD=5V일 때 Vth값을 최소화하고, VG=5V일 때 Saturation(@VDS=5V)영역에서 ID 값을 최대화하는 방안을 도출는 것을 설계의 방향으로 잡는다. 이 때 Reference NMOS에 대비하여 자신이 직접 설계한 NMOS의 특성이 몇 % 향상되었는지 비교해보고 향상 비율이 높아지도록 설계 하는 것을 최종 목표로 한다.

4. 구성요소
목표설정: 제시한 Reference NMOS 특성과 상호 비교하여 VD=5V일 때 Vth값을 최소화하고 VG=5V일 때 Saturation(@VDS=5V)영역에서 ID 값을 최대화하는 방안을 도출한다.
분석: Substrate Doping Concentration, Source/Drain Doping Profile, Gate/Source/Drain 재질, Geometry (Oxide 두께, Gate 선폭)을 설계 변수로 두어 NMOS의 특성을 향상시키며, 목표에 부합하는 최적화된 변수를 선출하여 이를 분석한다.
설계: T-CAD Simulation인 Athena를 이용하여 process flow를 생성하고 Layout mask를 제어하도록 한다. 또 1D/2D Image Plotting으로 특성을 살펴보고, Parameter를 보정해본다.
평가: Reference NMOS에 대비하여 자신이 직접 설계한 NMOS의 특성이 몇 % 향상되었는지 비교하여 보고 향상 비율이 높은 것을 채택한다.

5. 제한 요소
경계: Reference NMOS 코드에서 Substrate Doping Concentration, Source/Drain Doping Profile, Gate/Source/Drain 재질, Geometry (Oxide 두께, Gate 선폭)등의 변수를 변화시킴으로써 Reference NMOS의 특성을 개선하도록 한다.
사회: 특성 요소에 각 변화를 줌으로써 요소마다 소자에 미치는 영향에 대해 살펴보고, 이를 통하여 NMOS의 특성을 좋게 하여 기술 경쟁력을 높인다.
윤리: 다른 학생의 설계 요소를 그대로 베끼거나, 인터넷에서 복사한 설계 요소를 사용하지 않고 설계를 진행한다.
생산성과 내구성: 현재 상용화 중인 시뮬레이션 툴인 T-CAD를 이용하고 T-CAD의 올바른 학습을 통해서 차후 학습과정에 도움이 되도록 하며, 반도체 소자 시간에 배운 내용을 잘 이해하도록 한다.

참고 자료

없음