• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.248-248
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• 2010

CMOS 축소화가 32nm node를 넘어서 지속적으로 진행되기 위하여 FinFET, Surround Gate and Tri-Gate와 같은 Fully Depleted 3-Dimensional 소자들이 SCE를 다루기 위해서 많이 제안되어 왔다. 하지만 소자의 축소화를 진행함에 있어서 좁고 균일한 patterning을 형성하는 것과 동시에 낮은 Extension Region과 Contact Region에서의 Series Resistance을 제공하여야 하고 Source/Drain Contact Formation을 확보하여야 한다. 그리고 소자의 축소화가 진행됨으로써 Silicide의 응집현상과 Source/Drain Junction의 누설전류에 대한 허용범위가 점점 엄격해지고 있다. ITRS 2005에 따르면 32nm CMOS에서는 Contact Resistivity가 대략 $2{\times}10-8{\Omega}cm2$이 요구되고 있다. 또한 Three Dimensional 소자에서는 Fin Corner Effect가 Channel Region뿐만 아니라 S/D Region에서도 중대한 영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서 제시하는 Novel S/D Contact Formation 기술을 이용하여 Self-Aligned Dual/Single Metal Contact을 이루어Patterning에 대한 문제점 해결과 축소화에 따라 증가하는 Contact Resistivity 문제점을 해결책을 제시하고자 한다. 이를 검증하기3D MOSFET제작하고 본 기술을 적용하고 검증한다. 또한 Normal Doping 구조를 가진3D MOSFET뿐만 아니라 SCE를 해결하기 위해서 대안으로 제시되고 있는 SB-MOSFET을 3D 구조로 제작하고, 이 기술을 적용하여 검증한다. 그리고 Silvaco simulation tool을 이용하여 S/D에 Metal이 Contact을 이루는 구조가 Double type과 Triple type에 따라 Contact Resistivity에 미치는 영향을 미리 확인하였고 이를 실험으로 검증하여 소자의 축소화에 따라 대두되는 문제점들의 해결책을 제시하고자 한다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.03a
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• pp.295-298
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• 2016

Future logic device over the FinFET generation requires a complete electrostatics and transport characteristic for low-power and high-speed operation as extremely scaled devices. Silicon, Germanium and III-V based nanowire-based MOSFET devices and few-layer TMDC (Transition metal dichalcogenide monolayers) based multi-gate devices have been brought attention from device engineers due to those excellent electrostatic and novel device characteristic. In this study, we simulated ultrascaled Si/Ge/InAs gate-all-around nanowire MOSFET and MoS2 TMDC based DG MOSFET and TFET device by tight-binding NEGF method. As a result, we can find promising candidates of the future logic device of each channel material and device structures.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.35 no.5
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• pp.452-458
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• 2022

The electro-thermal erasing (ETE) configuration utilizes Joule heating intentionally generated at word-line (WL). The elevated temperature by heat physically removes stored electrons permanently within a very short time. Though the ETE configuration is a promising next generation NAND flash memory candidate, a consideration of power efficiency and erasing speed with respect to device structure and its scaling has not yet been demonstrated. In this context, based on 3-dimensional (3-D) thermal simulations, this paper discusses the impact of device structure and scaling on ETE efficiency. The results are used to produce guidelines for ETEs that will have lower power consumption and faster speed.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.92-92
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• 2009

본 논문에서는 strained Silicon-on-Insulator (sSOI) 기판에 제작된 triple-gate MOSFETs 의 이동도와 단채널 효과에 대하여 분석 하였다. Strained 실리콘에 제작된 소자는 전류의 방향이 <110> 밤항일 경우 전자의 이동도는 증가하나 정공의 이동도는 오히려 감소하는 문제점이 있다. 이를 극복하기 위하여 소자에서 전류의 방향이 <110>방향에서 45 도 회전된 <100> 방향으로 흐르게 제작하였다. Strain이 가해지지 않은 기판에 제작된 동일한 구조의 소자와 비교하여 sSOI 에 제작된 소자에서 전자의 이동도는 약 40% 정공의 이동도는 약 50% 증가하였다. 채널 길이가 100 nm 내외로 감소함에 따라 나타나는 drain induced barrier lowering (DIBL) 현상, subthreshold slope (SS)의 증가 현상에서 sSOI에 제작된 소자가 상대적으로 우수한 특성을 보였으며 off-current leakage ($I_{off}$) 특성도 sSOI기판이 더 우수한 특성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.216-216
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• 2010

Floating gate를 이용한 플래시 메모리와 달리 질화막을 트랩 저장층으로 이용한 silicon-oxide-silicon nitride-oxide silicon (SONOS) 구조의 플래시 메모리 소자는 동작 전압이 낮고, 공정과정이 간단하며 비례 축소가 용이하여 고집적화하는데 유리하다. 그러나 SONOS 구조의 플래시 메모리소자는 비례 축소함에 따라 단 채널 효과와 펀치스루 현상이 커지는 문제점이 있다. 비례축소 할 때 발생하는 문제점을 해결하기 위해 플래시 메모리 소자를 FinFET과 같이 구조를 변화하는 연구는 활발히 진행되고 있으나, 플래시 메모리 소자를 제작하는 기판의 변화에 따른 메모리 소자의 전기적 특성 변화에 대한 연구는 많이 진행되지 않았다. 본 연구에서는 silicon-on insulator (SOI) 기판의 유무에 따른 멀티비트를 구현하기 위한 듀얼 게이트 가진 SONOS 구조를 가진 플래시 메모리 소자의 subthreshold 전압 영역에서의 전기적 특성 변화를 조사 하였다. 게이트 사이의 간격이 감소함에 따라 SOI 기판이 있을 때와 없을 때의 전류-전압 특성을 TCAD Simulation을 사용하여 계산하였다. 전류-전압 특성곡선에서 subthreshold swing을 계산하여 비교하므로 SONOS 구조의 플래시 메모리 소자에서 SOI 기판을 사용한 메모리 소자가 SOI 기판을 사용하지 않은 메모리 소자보다 단채널효과와 subthreshold swing이 감소하였다. 비례 축소에 따라 SOI 기판을 사용한 메모리 소자에서 단채널 효과와 subthreshold swing이 감소하는 비율이 증가하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.10a
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• pp.24.1-24.1
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• 2011

CMP (Chemical Mechanical Planarization)는 고직접도의 다층구조의 소자를 형성하기 위한 표면연마 공정으로 사용되며, pattern 크기의 감소에 따른 공정 중요도는 증가하고 있다. 반도체 소자 제조 공정에서는 낮은 비용으로 초기재료를 만들 수 있고 우수한 성능의 전기 절연성질을 가지는 산화막을 만들 수 있는 단결정 실리콘 웨이퍼가 주 재료로 사용되고 있으며, 반도체 공정에서 실리콘 웨이퍼 표면의 거칠기는 후속공정에 매우 큰 영향을 미치므로 CMP 공정을 이용한 평탄화 공정이 필수적이다. 다결정 실리콘 박막은 현재 IC, RCAT (Recess Channel Array Transistor), 3차원 FinFET 제조 공정에서 사용되며 CMP공정을 이용한 표면 거칠기의 최소화에 대한 연구의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 알칼리성 슬러리를 이용한 단결정 및 다결정 실리콘의 식각 및 연마거동에 대한 특성평가를 실시하였다. 화학적 기계적 연마공정에서 슬러리의 pH는 슬러리의 분산성, removal rate 등 결과에 큰 영향을 미치고 연마대상에 따라 pH의 최적조건이 달라지게 된다. 따라서 단결정 및 다결정 실리콘 연마공정의 최적 조건을 확립하기 위해 static etch rate, dynamic etch rate을 측정하였으며 연마공정상의 friction force 및 pad의 온도변화를 관찰한 후 removal rate을 계산하였다. 실험 결과, 단결정 실리콘은 다결정 실리콘보다 static/dynamic etch rate과 removal rate이 높은 것으로 나타났으며 슬러리의 pH에 따른 removal rate의 증가율은 다결정 실리콘이 더 높은 것으로 관찰되었다. 또한 다결정 실리콘 연마공정에서는 friction force 및 pad의 온도가 단결정 실리콘 연마공정에 비해 상대적으로 더 높은 것으로 나타났다. 결과적으로 단결정 실리콘의 연마 공정에서는 화학적 기계적인 거동이 복합적으로 작용하지만 다결정 실리콘의 경우 슬러리를 통한 화학적인 영향보다는 공정변수에 따른 기계적인 영향이 재료 연마율에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 이를 통한 최적화된 공정개발이 가능할 것으로 예상된다.