7.3 Vt 감소 (roll off)

7.3.0  Vt 감소 (roll off)

 > Vt가 너무 작으면 Ioff 가 증간한다. 

 

 > MOSFET의 L이 작으면 Vt가 떨어져 L이 너무 작으면 Ioff가 증가한다. 

 

 > 따라서 작은 L에서 Vt를 보상하기 위해 Body Doping 하여 Vt를 올릴 수 있다. 

 

 > Vt가 L이 감소함에 따라 감소하는 설명을 EBD(Energy Band Diagram)으로 설명할 수 있다. 

 

그림 7.3 a–d: Energy band diagram from source to drain when Vgs =0V and Vgs = Vt. a–b long channel; c–d short channel.

 

 

> 장채널에 비해 단 채널은 Ec의 최대 높이가 낮다. 

 

> 따라서 소스에서 전자들이 넘어갈 Barrier가 낮기 때문에 작은 전압이 가해져도 전자들이 충분히 넘어갈 수 있다. 

 

> Capacitance로 설명이 가능하다. 

그림 7.4 Schematic two-capacitor network in MOSFET. Cd models the electrostatic coupling between the channel and the drain. As the channel length is reduced, drain to “channel” distance is reduced; therefore, Cd increases.

 

 > 단채널이 되면 거리가 d가 짧아지기 때문에 Drain 쪽 Cd가 증가한다. 

 

 > 식으로 다음과 같이 표현할 수 있다. 

 

 > 아주 긴 L인 장채널에선 Cd가 0이다. 

 

 > Drain에 가까워질수록 Drain에 의해 Coupling되어 Vt가 감소하는 것이다. 

 

 > Drain에 의한 Vt 영향을 DIBL(Drain Induced Barrier Lowering)이라고 한다. 

 

 > L의 감소에 의한 Ioff를 증가를 보상하기 위해선 Tox, Wdep, Xj를 낮추어야 한다.

 

 > Vt Roll Off 란 MOSFET L이 작아지면서 Vt가 낮아지는 현상을 말한다.