• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.344-345
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• 2012

The Gate-Induced-Drain-Leakage (GIDL) current with channel doping and width dependence are characterized. The GIDL currents are found to increase in MOSFETs with higher channel doping levels and the observed GIDL current is generated by the band-to-band-tunneling (BTBT) of electron through the reverse-biased channel-to-drain p-n junction. A BTBT model is used to fit the measured GIDL currents under different channel-doping levels. Good agreement is obtained between the modeled results and experimental data. The increase of the GIDL current at narrower widths in mainly caused by the stronger gate field at the edge of the shallow trench isolation (STI). As channel width decreases, a larger portion of the GIDL current is generated at the channel-isolation edge. Therefore, the stronger gate field at the channel-isolation edge causes the total unit-width GIDL current to increases for narrow-width devices.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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• v.35D no.12
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• pp.53-58
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• 1998

A buried channel poly-Si TFT (BCTFT) for application of high performance integrated circuits has been proposed and fabricated. BCTFT has unique features, such as the moderately-doped buried channel and counter-doped body region for conductivity modulation, and the fourth terminal entitled back bias for preventing kink effect. The n-type and p-type BCTFT exhibits superior performance to conventional poly-Si TFT in ON-current and field effect mobility due to moderate doping at the buried channel. The OFF-state leakage current is not increased because the carrier drift is suppressed by the p-n junction depletion between the moderately-doped buried channel and the counter-doped body region.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.3 no.2
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• pp.69-75
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• 2003

Cell transistor and data retention time characteristics were studied in 90 nm design rule 512M-bit DRAM, for the first time. And, the characteristics of cell transistor are investigated for different STI gap-fill materials. HDP oxide with high compressive stress increases the threshold voltage of cell transistor, whereas the P-SOG oxide with small stress decreases the threshold voltage of cell transistor. Stress between silicon and gap-fill oxide material is found to be the major cause of the shift of the cell transistor threshold voltage. If high stress material is used for STI gap fill, channel-doping concentration can be reduced, so that cell junction leakage current is decreased and data retention time is increased.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.456-456
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• 2010

CMOS 소자가 서브마이크론($0.1\;{\mu}m$) 이하로 스케일다운 되면서 단채널 효과(short channel effect), 게이트 산화막(gate oxide)의 누설전류(leakage current)의 증가와 높은 직렬저항(series resistance) 등의 문제가 발생한다. CMOS 소자의 구동전류(drive current)를 높이고, 단채널 효과를 줄이기 위한 가장 효율적인 방법은 소스 및 드레인의 얕은 접합(shallow junction) 형성과 직렬 저항을 줄이는 것이다. 플라즈마 도핑 방법은 플라즈마 밀도 컨트롤, 주입 바이어스 전압 조절 등을 통해 저 에너지 이온주입법보다 기판 손상 및 표면 결함의 생성을 억제하면서 고농도로 얕은 접합을 형성할 수 있다. 그리고 얕은 접합을 형성하기 위해 주입된 불순물의 활성화와 확산을 위해 후속 열처리 공정은 높은 온도에서 짧은 시간 열처리하여 불순물 물질의 활성화를 높여주면서 열처리로 인한 접합 깊이를 얕게 해야 한다. 그러나 접합의 깊이가 줄어듦에 따라서 소스 및 드레인의 표면 저항(sheet resistance)과 접촉저항(contact resistance)이 급격하게 증가하는 문제점이 있다. 이러한 표면저항과 접촉저항을 줄이기 위한 방안으로 실리사이드 박막(silicide thin film)을 형성하는 방법이 사용되고 있다. 본 논문에서는 (100) p-type 웨이퍼 He(90 %) 가스로 희석된 $PH_3$(10 %) 가스를 사용하여 플라즈마 도핑을 실시하였다. 10 mTorr의 압력에서 200 W RF 파워를 인가하여 플라즈마를 생성하였고 도핑은 바이어스 전압 -1 kV에서 60 초 동안 실시하였다. 얕은 접합을 형성하기 위한 불순물의 활성화는 ArF(193 nm) excimer laser를 통해 $460\;mJ/cm^2$의 에니지로 열처리를 실시하였다. 그리고 낮은 접촉비저항과 표면저항을 얻기 위해 metal sputter를 통해 TiN/Ti를 $800/400\;{\AA}$ 증착하고 metal RTP를 사용하여 실리사이드 형성 온도를 $650{\sim}800^{\circ}C$까지 60 초 동안 열처리를 실시하여 $TiSi_2$ 박막을 형성하였다. 그리고 $TiSi_2$의 두께를 측정하기 위해 TEM(Transmission Electron Microscopy)을 측정하였다. 화학적 결합상태를 분석하기 위해 XPS(X-ray photoelectronic)와 XRD(X-ray diffraction)를 측정하였다. 접촉비저항, 접촉저항과 표면저항을 분석하기 위해 TLM(Transfer Length Method) 패턴을 제작하여 I-V 특성을 측정하였다. TEM 측정결과 $TiSi_2$의 두께는 약 $580{\AA}$ 정도이고 morphology는 안정적이고 실리사이드 집괴 현상은 발견되지 않았다. XPS와 XRD 분석결과 실리사이드 형성 온도가 $700^{\circ}C$에서 C54 형태의 $TiSi_2$ 박막이 형성되었고 가장 낮은 접촉비저항과 접촉저항 값을 가진다.