반도체15 반도체 소자(9) - leakage current 이번 글에서는 MOSFET의 SCE를 포함한 leakage current에 대해 정리해 보겠습니다. Leakage current의 종류는 아래 그림처럼 다양합니다. 이번 글에서는 아래와 같이 MOSFET에서 발생할 수 있는 다양한 leakage current에 대해 정리해보도록 하겠습니다. 대부분의 내용이 SCE의 내용과 겹치긴 하지만 leakage current 측면에서 다시 한 번 정리해 보는 취지입니다. 가장 먼저 pn junction leakage current에 대해 설명해보겠습니다.① Junction leakageNMOS 기준에서, drain은 n-type, body는 p-type으로 도핑되어 있습니다. 소자를 동작시키기 위해서는 양의 drain 전압을 가하게 되는데요. 이렇게 되면 drain.. 2025. 1. 9. 반도체 소자(8)- short channel effect 이번 글에서는 MOSFET의 크기가 줄어들면서 발생하는 short channel effect (SCE)에 대해 정리해보겠습니다.지난 글에서도 언급하였지만 소자의 크기를 줄이는 데는 성능 향상과 집적도 향상이라는 목표가 있습니다. 채널의 길이 L을 줄이게 되면 전류 ID는 증가하고 이는 결국 채널의 저항이 감소하는 것과 같습니다. 또한 채널의 길이를 줄이면 채널의 area가 감소하여 결론적으로 채널에 존재하는 capacitance가 감소합니다. 결국 RC delay를 일으키는 저항과 cap 성분이 감소하면서 더욱 빠른 switching이 가능해집니다. 또한 소자의 크기가 줄어들면 하나의 웨이퍼 위에 더욱 많은 수의 소자를 제작할 수 있기 때문에 비용적인 측면에서도 장점을 갖습니다. 하지만 이렇게 소자의 크.. 2025. 1. 7. 반도체 소자(5)- MOS capacitor ② 이번글에서는 지난 MOS capacitor ① 에 이어서 MOS capacitor의 C-V 특성을 위주로 설명해보겠습니다. 이전 글에서 VG와 semiconductor의 전하의 관계를 위와 같은 그래프로 나타내었습니다. 이렇게 정의된 전하들은 gate에 인가되는 small signal에 따라서 그 양이 변화하게 됩니다. 즉, C = |dQm/dVG| = |dQs/dVG| 에 해당하는 capacitance 값을 갖게 됩니다. 게이트에 인가되는 DC 전압은 MOS cap의 mode (or 상태)를 결정하게 되고 AC 전압은 이러한 cap 성분을 만들게 됩니다.위의 그래프를 통해 설명하자면, 해당 그래프의 기울기 값이 바로 capacitance가 되는 것입니다. Accumulation과 inversion 상태.. 2024. 12. 18. 반도체 소자(3)- MS junction 이전 글 pn diode에 이어서 설명할 내용은 MS junction입니다.Junction에는 크게 두 가지 종류가 있는데요, 바로 homo junction과 hetero junction입니다. Homo junction은 동종, 같은 물질을 접합하는 것으로 pn junction이 대표적인 예시입니다. Hetero junction은 반대로 서로 다른 물질을 접합하는 것으로, 오늘 설명할 내용인 MS junction이 바로 이 hetero junction에 해당합니다.MS junction은 Metal-Semiconductor의 접합입니다. MS junction에 대해 본격적으로 설명하기에 앞서서, MS junction는 크게 두 가지로 분류할 수 있는데요, 첫 번째는 rectifying Schottky di.. 2024. 12. 12. 반도체 소자(2)- pn diode 지난 pn juncton 글에서는 thermal equilibrium, reverse-bias 하에서의 pn junction의 특성을 확인하였습니다. 이번 글에서는 forward-bias 하에서의 pn junction에 대해 주로 이야기하고, pn junction의 I-V 특성에 대해 다뤄보겠습니다.아래 그림과 같이, forward bias가 인가되면 pn junction에 존재하는 built-in potential, 내부 전위 장벽의 높이가 낮아집니다. 그렇게되면 각 영역의 majority carrier에 해당하는 carrier들이 diffusion에 의해 반대 영역으로 이동하게 됩니다. 이렇게 반대 영역에 excess carrier를 형성하게 되고 이 carrier들은 반대 영역에서 minority .. 2024. 12. 10. 반도체 소자(1)- pn junction 이번 글에서는 p형 반도체와 n형 반도체를 서로 접촉시킨 pn junction에 대해 설명하겠습니다.대부분의 반도체 소자는 n형 및 p형 반도체 영역 사이에 적어도 하나 이상의 junction (접합)을 포함하고 있습니다. 따라서 반도체 소자의 특성은 pn 접합의 특성과 밀접하게 연관되어 있습니다. 위의 그림에서 먼저 접합 전의 모습을 살펴보겠습니다. 이전의 반도체 기초 내용에 대해 설명한 것과 같이 EF는 p형 반도체에서는 EV에 가까이, n형 반도체에서는 EC에 가까이 위치해 있습니다. 그리고 EF와 EV 혹은 EF와 EC 간의 에너지 차이를 통해 캐리어의 농도를 정의할 수 있었습니다. 하지만 만약 두 반도체가 접합을 이루게 된다면, 두 번째 그림과 같은 에너지 밴드가 나타나게 됩니다. 먼저 열적 .. 2024. 12. 6. 이전 1 2 3 다음
