본문내용
1. 서론
1.1. 구성 요소
구성 요소는 목표 설정, 분석, 설계, 평가로 이루어져 있다.
목표 설정에서는 NMOS 구조를 설계하여 VD=0.1V일 때 Vth값을 5V로 도출해내고, VD=1V일 때 ID> 5X10^-5가 되도록 설계하는 것이다.
분석에서는 Substrate Doping Concentration, Source/Drain Doping Profile, Oxide 두께, Gate 선폭을 설계 변수로 두어 NMOS의 특성 및 목표에 부합하는 최적화된 변수를 선출하여 분석한다.
설계에서는 T-CAD 시뮬레이션인 Athena를 이용하여 process flow를 생성하고 Layout mask를 제어한다. 또한 2D Image Plotting으로 특성을 살펴보고, Parameter를 보정한다.
평가에서는 Reference NMOS에 대비하여 자신이 직접 설계한 NMOS의 특성이 올바르게 설정되었는지 Vth와 ID를 확인하여 평가한다.
1.2. 현실적 제한 요소
현실적 제한 요소는 사회 특성, 윤리, 생산성과 내구성의 측면에서 고려된다.
사회 특성 요소에 각 변화를 줌으로써 요소마다 소자에 미치는 영향에 대해 살펴보고, 이를 통하여 NMOS의 특성을 좋게 하여 기술 경쟁력을 높일 수 있다. 다양한 사회적 요구에 부합하는 NMOS 설계가 필요하다.
윤리 측면에서는 다른 학생의 설계 요소를 그대로 베끼거나, 인터넷에서 복사한 설계 요소를 사용하지 않고 설계를 진행해야 한다. 독창적이고 자신만의 설계를 수행해야 한다.
생산성과 내구성 측면에서는 현재 상용화 중인 시뮬레이션 툴인 T-CAD를 이용하고 T-CAD의 올바른 학습을 통해서 차후 학습과정에 도움이 되도록 해야 한다. 또한 반도체 소자 시간에 배운 내용을 잘 이해하여 적용해야 한다.
1.3. 설계 목적 및 필요성
1.3.1. 설계 목적
반도체 설계 수업에서 학습한 NMOS를 TCAD로 구현해 보고, NMOS의 파라미터를 변경해 봄으로써 NMOS의 특성 변화를 직접 확인하는 것이 본 설계의 목적이다. TCAD(Technology Computer Aided Design)는 반도체 공정·소자 현상에 대한 모델링을 기반으로 제품의 특성을 예측하는 기반기술 분야로, 새로운 반도체를 만들 때 생산라인에 적용하기 전에 시뮬레이션을 돌려 미리 확인하는 과정이다. 따라서 NMOS를 TCAD로 구현해 보고 파라미터 변경에 따른 특성 변화를 관찰함으로써 반도체 설계 능력을 향상시킬 수 있다.
1.3.2. 설계 필요성
NMOS를 TCAD로 구현해 보고 NMOS의 parameter를 변경해 봄으로써 NMOS의 특성을 직접 확인하는 것은 매우 필요하다. 반도체 설계 수업에서 학습한 NMOS를 TCAD로 구현해 봄으로써 반도체 소자에 대한 전반적인 이해와 반도체 공정 Tool인 TCAD에 대하여 학습할 수 있기 때문이다. 이를 통해 반도체 공정 설계의 과정 및 결론을 도출해낼 수 있고, 반도체 설계에 관한 능력을 향상시킬 수 있다. 또한 NMOS의 parameter를 변경해 봄으로써 NMOS의 특성 변화를 직접 확인할 수 있어, 반도체 ...
