• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권5호
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• pp.12-17
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• 2011

본 연구에서는 $Si_xGe_{1-x}$ 버퍼층 위에 성장된 strained-Si에 Ge 농도에 따라 n-MOSFET를 제작하고 소자 제작 후의 열처리 온도에 따른 소자의 아날로그 성능을 측정 분석하였다. 전자의 유효 이동도는 Ge 농도가 증가함에 따라 증가하였으나 32%로 높을 때에는 열처리 온도에 상관없이 오히려 감소하는 것으로 측정되었다. 상온에서 Ge 농도가 증가함에 따라 증가 소자의 아날로그 성능 지수가 우수하였으나 32% 농도에서는 오히려 좋지 않았다. 고온에서 strained-Si의 전자 유효이동도 저하가 Si보다 심하기 때문 SGOI 소자의 아날로그 성능 저하가 SOI 소자보다 심한 것을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.101-102
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• 2009

SGOI MOSFETs with various Ge mole fractions were fabricated and compared to the SOI MOSFET. SGOI MOSFETs have a lager drain current and higher effective mobility than the SOI MOSFET as increased Ge mole fractions. The lattice constant difference causes lattice mismatch between the SiGe layer and the top-Si layer during the top-Si layer growth. However, SGOI MOSFETs have a lager leakage current at subthreshold region. Also, leakage current at subthreshold region increased with Ge mole fractions. This is attributable to the crystalline defects due to the lattice mismatch between the SiGe layer and the top-Si layer.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.99-100
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• 2009

SGOI 1T-DRAM cells with various Ge mole fractions were fabricated and compared to the SOI 1T-DRAM cell. SGOI 1T-DRAM cells have a higher leakage current than SOI 1T-DRAM cell at subthreshold region. The leakage current due to crystalline defects and interface states at Si/SiGe increased with Ge mole. This phenomenon causes sensing margin and the retention time of SGOI 1T-DRAMs decreased with increase of Ge mole fraction.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권10호
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• pp.1-7
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• 2004

SOI 구조에서 형성된 MOS 트랜지스터의 장점과 strained Si에서 전자의 이동도가 향상되는 효과를 동시에 고려하기 위해 buried oxide(BOX)층과 Top Si층 사이에 Ge을 삽입하여 strained Si/relaxed SiGe/SiO₂Si 구조를 형성하고 strained Si fully depletion(FD) n-MOSFET를 제작하였다. 상부 strained Si층과 하부 SiGe층의 두께의 합을 12.8nm로 고정하고 상부 strained Si 층의 두께에 변화를 주어 두께의 변화가 electron mobility에 미치는 영향을 분석하였다. Strained Si/relaxed SiGe/SiO2/Si (strained Si/SGOI) 구조위의 FD n-MOSFET의 전자 이동도는 Si/SiO₂/Si (SOI) 구조위의 FD n-MOSFET 에 비해 30-80% 항상되었다. 상부 strained Si 층과 하부 SiGe 층의 두께의 합을 12.8nm 로 고정한 shrined Si/SGOI 구조 FD n-MOSFET에서 상부층 strained Si층의 두께가 감소하면 하부층 SiGe 층 두께 증가로 인한 Ge mole fraction이 증가함에 의해 inter-valley scattering 이 감소함에도 불구하고 n-channel 층의 전자이동도가 감소하였다. 이는 strained Si층의 두께가 감소할수록 2-fold valley에 있는 전자가 n-channel 층에 더욱더 confinement 되어 intra-valley phonon scattering 이 증가하여 전자 이동도가 감소함이 이론적으로 확인되었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 하계종합학술대회논문집
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• pp.449-452
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• 1998

We have studied the oxidatio nrte of $Si_{1-x}Ge_{x}$ epitaxial layer grown by MBE(molecular beam epitaxy). Oxidation were performed at 700.deg. C, 800.deg. C, 900.deg. C, and 1000.deg. C. After the oxidation, the results of AES(auger electron spectroscopy) showed that Ge was completely rejected out of the oxide and pile up at $SiO_{2}/$Si_{1-x}Ge_{x}$ interface. It is shown that the presence of Ge at the $SiO_{2}$/$Si_{1-x}Ge_{x}$ interface changes the dry oxidation rate. The dry oxidation rate was equal to that of pure Si regardless of Ge mole fraction at 700.deg. C and 800.deg.C, while it was decreased at both 900.deg. C and 1000.deg.C as the Ge mole fraction was increased. The ry oxidation rates were reduced for heavy Ge concentration, and large oxidation time. In the parabolic growth region of $Si_{1-x}Ge_{x}$ oxidation, The parabolic rate constant are decreased due to the presence of Ge-rich layer. After the longer oxidation at the 1000.deg.C, AES showed that Ge peak distribution at the $SiO_{2}$/$Si_{1-x}Ge_{x}$ interface reduced by interdiffusion of silicon and germanium.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권3호
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• pp.9-16
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• 2005

[ $Si_{1-x}Ge_x$ ] 위의 Si 반전층에서의 이동도를 반전층에서의 양자현상(버금띠 에너지와 파동함수)과 완화시간어림셈을 고려하여 계산하였다. 반전층에서의 양자현상은 슈뢰딩거 방정식과 포아슨 방정식을 자체 모순없이 계산하여 얻었다 완화시간은 밸리내 산란과 밸리사이 산란을 고려하여 계산하였다. 그 결과 Ge 함량이 증가됨에 따라 이동도가 증가되는 이유는 4-폴드 밸리에 존재하는 전자의 이동도보다 2-폴드 밸리에 존재하는 전자의 이동도가 약 3배 정도 크며 대부분의 전자가 밸리의 분리에 의해 2-폴드 밸리에 존재하기 때문이라는 것을 알 수 있었다. 한편, 포논 산란만을 고려한 이동도를 실험치와 일치시키기 위하여 전체 이동도에는 반전층 계면에서의 산란과 쿨롱 산란을 포함시켰다. 계산된 전계, 온도, 그리고 Ge 함량에 의존하는 이동도는 실험치와 근접하도록 변형포텐셜을 설정하였으며 정확한 결과를 위해서는 Si 에너지띠의 비포물성을 고려해야함을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.1080-1086
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• 2005

We have studied the Ge redistribution after dry oxidation and the oxide growth rate of $Si_{1-x}Ge_x$ epitaxial layer. Oxidation were performed at 700, 800, 900, and $1,000\;^{\circ}C$. After the oxidation, the results of RBS (Rutherford Back Scattering) & AES(Auger Electron Spectroscopy) showed that Ge was completely rejected out of the oxide and pile up at $Si_{1-x}Ge_x$ interface. It is shown that the presence of Ge at the $Si_{1-x}Ge_x$ interface changes the dry oxidation rate. The dry oxidation rate was equal to that of pure Si regardless of Ge mole fraction at 700 and 800$^{\circ}C$, while it was decreased at both 900 and $1,000^{\circ}C$ as the Ge mole fraction was increased. The dry of idation rates were reduced for heavy Ge concentration, and large oxiidation time. In the parabolic growth region of $Si_{1-x}Ge_x$ oxidation, the parabolic rate constant are decreased due to the presence of Ge-rich layer. After the longer oxidation at the $1,000^{\circ}C$, AES showed that Ge peak distribution at the $Si_{1-x}Ge_x$ interface reduced by interdiffusion of silicon and germanium.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.60-60
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• 2003

디자인 룰에 의해 Gate Length 가 100nm 이하로 줄어듦에 따라 Gate delay 감소와 Switch speed 향상을 위해 보다 더 큰 drive current 를 요구하게 되었다. 본 연구는 dirve current 를 증가시키기 위해 고안된 Strained Si substrate 를 만들기 위한 SiGe layer 성장에 관한 연구이다. SiGe layer를 성장시킬 때 SiH$_4$ gas와 GeH$_4$ gas를 furnace에 flow시켜 Chemical 반응에 의해 Si Substrate를 성장시키는 LPCVD(low pressure chemical vapor depositio)법을 사용하였고 SIMS와 nanospec을 이용하여 박막 두께 및 Ge concentration을 측정하였고, AFM으로 surface의 roughness를 측정하였다. 본 연구에서 우리는 10,20,30,40%의 Ge concentration을 갖는 10nm 이하의 SiGe layer를 얻기 위하여 l0nm 이하의 fixed 된 두께로 SiGe layer를 성장시킬 때 temperature, GeH$_4$ gas pre-flow, SiH$_4$ 와 GeH$_4$의 gas ratio를 변화시켜 성장시킨 후 Ge 의 concentration과 실제 형성된 두께를 측정하였고, SiGe의 mole fraction의 변화에 따른 surface의 roughness 를 측정하였다. 그 결과 10 nm의 두께에서 temperature, GeH$_4$ gas pre-flow, SiH$_4$ 와 GeH$_4$ 의 gas ratio의 변화와 Ge concentration 과의 의존성을 확인 할 수 있었고, SiGe 의 mole traction이 증가하였을 때 surfcace의 roughness 가 증가함을 알 수 있었다. 이 연구 결과는 strained Si 가 가지고 있는 strained Si 내에서 n-FET 와 P-FET사이의 불균형에 대한 해결과 좀 더 발전된 형태인 fully Depleted Strained Si 제작에 기여할 것으로 보인다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.190-191
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• 2006

We have investigated optical properties of Si/graded-$Si_{1-x}Ge_x$/Si heterostructures grown by reduced pressure chemical vapor deposition. Compared to standard condition using Si(100) substrate and growth temperature of $650^{\circ}C$, Si(111) resulted in low growth rate and high Ge mole fraction. Also samples grown at higher temperatures exhibited increased growth rate and reduced Ge mole fraction. The features regarding both substrate temperature and crystal orientation, representing high incorporation of silicon supplied from gas stream played as a key parameter, illustrate that reaction control were prevailed in this process growth condition. Using secondary ion mass spectroscopy and spectroscopic ellipsometry, microscopic changes in atomic components could be analyzed for Si/graded-$Si_{1-x}Ge_x$/Si heterostructures.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.64.2-64.2
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• 2011

Recently, Silicon Germanium (SiGe) alloys have been received considerable attention for their great potentials in advanced electronic and optoelectronic devices. Especially, microcrystalline SiGe is a good channel material for thin film transistor due to its advantages such as narrow and variable band gap and process compatibility with Si based integrated circuits. In this work, microcrystalline silicon-germanium films (${\mu}c$-SiGe) were deposited by DC/RF magnetron co-sputtering method using Si and Ge target on Corning glass substrates. The film composition was controlled by changing DC and RF powers applied to each target. The substrate temperatures were changed from $100^{\circ}C$ to $450^{\circ}C$. The microstructure of the thin films was analyzed by x-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy. The analysis results showed that the crystallinity of the films enhances with increasing Ge mole fraction. Also, crystallization temperature was reduced to $300^{\circ}C$ with $H_2$ dilution. Hall measurements indicated that the electrical properties were improved by Ge alloying.