• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권9호
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• pp.9-18
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• 2005

60 nm C-MOSFET 기술 분기점 이상의 고성능, 저전력 트랜지스터를 구현 시키기 위해 SiGe/SiO2/Si위에 성장된 strained Si의 두께가 전자 이동도에 미치는 영향을 두 가지 관점에서 조사 연구하였다. 첫째, inter-valley phonon 산란 모델의 매개변수들을 최적화하였고 둘째, strained Si 반전층의 2-fold와 4-fold의 전자상태, 에너지 밴드 다이어그램, 전자 점유도, 전자농도, phonon 산란율과 phonon-limited 전자이동도를 이론적으로 계산하였다. SGOI n-MOSFET의 전자이동도는 고찰된 SOI 구조의 Si 두께 모든 영역에서 일반적인 SOI n-MOSFET보다 $1.5\~1.7$배가 높음이 관찰 되었다. 이러한 경향은 실험 결과와 상당히 일치한다. 특히 strained Si의 두께가 10 nm 이하일 때 Si 채널 두께가 6 nm 보다 작은 SGOI n-MOSFET에서의 phonon-limited 전자 이동도는 일반 SOI n-MOSFET과 크게 달랐다. 우리는 이러한 차이가 전자들이 suained SGOI n-MOSFET의 반전층에서 SiGe층으로 터널링 했기 때문이고, 반면에 일반 SOI n-MOSFET에서는 캐리어 confinement 현상이 발생했기 때문인 것으로 해석하였다. 또한 우리는 10 nm와 3 nm 사이의 Si 두께에서는 SGOI n-MOSFET의 phonon-limited 전자 이동도가 inter-valley phonon 산란율에 영향을 받는 다는 것을 확인하였으며, 이러한 결과는 더욱 높은 드레인 전류를 얻기 위해서 15 nm 미만의 채널길이를 가진 완전공핍 C-MOSFET는 stained Si SGOI 구조로 제작하여야 함을 확인 했다

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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• pp.7-8
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• 2006

The effects of heat treatment on the electrical properties of SGOI were examined. We proposed the optimized heat treatments for improving the interfacial electrical properties in SGOI-MOSFET. By applying the additional pre-RTA(rapid thermal annealing) before gate oxidation and post-RTA after dopant activation, the driving current, the transconductance, and the leakage current were improved significantly.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.130-130
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• 2011

최근 반도체 메모리 산업의 발전과 동시에 발생되는 문제들을 극복하기 위한 새로운 기술들이 요구되고 있다. DRAM (dynamic random access memory) 의 경우, 소자의 크기가 수십 나노미터 영역으로 줄어들면서, 단채널 효과에 의한 누설전류와 소비전력의 증가 등이 문제가 되고 있다. 하나의 캐패시터와 하나의 트랜지스터로 구성된 기존의 DRAM은, 소자의 집적화가 진행 되어 가면서 정보저장 능력이 감소하는 것을 개선하기 위해, 복잡한 구조의 캐패시터 영역을 요구한다. 이에 반해 하나의 트랜지스터로 구성되어 있는 1T-DRAM의 경우, 캐패시터 영역이 없는 구조적인 이점과, SOI (silicon-on-insulator) 구조의 기판을 사용함으로써 뛰어난 전기적 절연 특성과 기생 정전용량의 감소, 그리고 기존 CMOS (complementary metal oxide semiconductor) 공정과의 호환성이 장점이다. 또한 새로운 물질 혹은 구조를 적용하여, 개선된 전기적 특성을 통해 1T-DRAM의 메모리 특성을 향상 시킬 수 있다. 본 연구에서는, SOI와 SGOI (silicon-germanium-on-insulator) 및 sSOI (strained-si-on-insulator) 기판을 사용한 MOSFET을 통해, strain 효과에 의한 전기적 특성 및 메모리 특성을 평가 하였다. 그 결과 strained-Si층과 relaxed-SiGe층간의 tensile strain에 의한 캐리어 이동도의 증가를 통해, 개선된 전기적 특성 및 메모리 특성을 확인하였다. 또한 채널층의 결함이 적은 sSOI 기판을 사용한 1T-DRAM에서 가장 뛰어난 특성을 보였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제3권1호
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• pp.27-32
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• 2003

Highly reproducible side-wall process for the fabrication of the fine gate length as small as 40nm was developed. This process was utilized to fabricate 40nm InGaAs HEMTs with the 65% strained channel. With the usage of the dual $SiO_2$ and $SiN_x$ dielectric layers and the proper selection of the etching gas, the final gate length (Lg) was insensitive to the process conditions such as the dielectric over-etching time. From the microwave measurement up to 40GHz, extrapolated fT and fmax as high as 371 and 345 GHz were obtained, respectively. We believe that the developed side-wall process would be directly applicable to finer gate fabrication, if the initial line length is lessened below the l00nm range.

• ETRI Journal
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• 제25권3호
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• pp.203-209
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• 2003

This paper reports on our investigation of DC and RF characteristics of p-channel metal oxide semiconductor field effect transistors (pMOSFETs) with a compressively strained $Si_{0.8}Ge_{0.2}$ channel. Because of enhanced hole mobility in the $Si_{0.8}Ge_{0.2}$ buried layer, the $Si_{0.8}Ge_{0.2}$ pMOSFET showed improved DC and RF characteristics. We demonstrate that the 1/f noise in the $Si_{0.8}Ge_{0.2}$ pMOSFET was much lower than that in the all-Si counterpart, regardless of gate-oxide degradation by electrical stress. These results suggest that the $Si_{0.8}Ge_{0.2}$ pMOSFET is suitable for RF applications that require high speed and low 1/f noise.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권8호
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• pp.23-28
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• 2010

본 논문에서는 각각 다른 캐리어 방향성을 가지는 strained-silicon PMOSFET에서 소자의 디지털 및 아날로그 성능을 비교 평가 하였다. 캐리어 방향이 <100>을 갖는 소자의 경우 이동도 향상에 의해서 <110> 방향의 소자 보다 우수한 드레인 구동 전류 및 출력저항 특성을 보이지만, NBTI 신뢰성과 소자의 matching 특성은 반대로 다소 열화 됨을 확인 하였다. 따라서 나노미터급 CMOSFET에서 캐리어 방향성을 이용한 이동도 향상 기술의 적용을 위해서는 DC 성능을 비롯한 신뢰성 및 아날로그 특성을 모두 고려하는 것이 반드시 필요하다고 할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권3호
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• pp.1-8
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• 2006

본 논문에서는 채널 stress에 따른 Nano-scale CMOSFET의 소자 및 신뢰성 (HCI, NBTI)특성을 분석하였다. 잘 알려져 있듯이 NMOS는 tensile, PMOS는 compressive stress가 인가된 경우에 소자의 특성이 개선되었으며, 이는 전자와 정공의 이동도 증가에 의한 것임을 확인하였다. 그러나 신뢰성인 경우에는 소자 특성과는 다른 특성을 나타냈는데, NMOS와 PMOS 모두 tensile stress가 인가된 경우에 hot carrier 특성이 더 열화 되었으며, PMOS의 PBTI 특성도 tensile에서 더 열화 되었음을 확인하였다. 신뢰성을 분석한 결과, 채널의 tensile stress로 인하여 $Si/SiO_2$ 계면에서 interface trap charge의 생성과 산화막 내 positive fixed charge의 생성에 많은 영향을 끼침을 알 수 있었다. 그러므로 나노급 CMOSFET에 적용되는 strained-silicon MOSFET의 개발을 위해서는 소자의 성능 뿐 만 아니라 신뢰성 또한 고려되어야 한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.491-495
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• 2007

This paper has demonstrated the electrical properties of SiGe pMOSFETs fabricated on both bulk-Si and PD SOI substrates. Two principal merits, the mobility increase in strained-SiGe channel and the parasitic capacitance reduction of SOI isolation, resulted in improvements in device performance. It was observed that the SiGe PD SOI could alleviate the floating body effect, and consequently DIBL was as low as 10 mV/V. The cut-off frequency of device fabricated on PD SOI substrate was roughly doubled in comparison with SiGe bulk: from 6.7 GHz to 11.3 GHz. These experimental result suggests that the SiGe PD SOI pMOSFET is a promising option to drive CMOS to enhance performance with its increased operation frequency for high speed and low noise applications.