Ni-InGaAs shows promise as a self-aligned S/D (source/drain) alloy for n-InGaAs MOSFETs (metal-oxide-semiconductor field-effect transistors). However, limited thermal stability and instability of the microstructural morphology of Ni-InGaAs could limit the device performance. The in situ deposition of a Pd interlayer beneath the Ni layer was proposed as a strategy to improve the thermal stability of Ni-InGaAs. The Ni-InGaAs alloy layer prepared with the Pd interlayer showed better surface roughness and thermal stability after furnace annealing at $570^{\circ}C$ for 30 min, while the Ni-InGaAs without the Pd interlayer showed degradation above $500^{\circ}C$. The Pd/Ni/TiN structure offers a promising route to thermally immune Ni-InGaAs with applications in future n-InGaAs MOSFET technologies.
미세구조 N-채널 MOSFET의 게이트-소스 전압에 의존하는 유효 채널 캐리어 이동도와 소스 및 드레인 기생저항의 정확한 분리 추출을 위해서 새로운 ERM-방법을 제안하였다. ERM-방법은 선형영역에서 동작하는 게이트 길이가 다른 두개의 소자($W_m/L_m=30{\mu}m/0.6{\mu}m, 30{\mu}m/1{mu}m$)에 적용되었고 유효 채널 캐리어 이동도를 모델링하고 추출하는 과정에서 게이트-소스 전압에 의존하는 소스 및 드레인 기생저항의 영향을 고려하였다. ERM-방법으로 추출된 특성변수들을 사용한 해석적 모델식과 소자의 측정데이터를 비교해본 결과 오차가 거의 없이 일치하는 것을 확인하였다. 따라서, ERM-방법을 사용하면 대칭구조 및 비대칭구조 소자의 유효 채널 캐리어 이동도, 소스 및 드레인 기생저항과 다른 특성변수들을 정확하고 효율적으로 추출할 수 있을 것으로 기대된다.
The thermal stability of nickel silicide with compressively and tensilely stressed nitride capping layer has been investigated in this study. The Ni (10 nm) and Ni/Co/TiN (7/3/25 nm) structures were deposited on the p-type Si substrate. The stressed capping layer was deposited using plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) after silicide formation by one-step rapid thermal process (RTP) at $500^{\circ}C$ for 30 sec. It was found that the thermal stability of nickel silicide depends on the stress induced by the nitride capping layer. In the case of Ni (10 nm) structure, the high compressive sample shows the best thermal stability, whereas in the case of Ni/Co/TiN (7/3/25 nm) structure, the high compressive sample shows the worst thermal stability.
We studied the Drain-Induced-Barrier-Lowering (DIBL) effect by different drain engineering. One other drain engineering is symmetric source-drain n-channel MOSFETs (SSD NMOSs), the other drain engineering is asymmetric source-drain n-channel MOSFETs (ASD NMOSs). Devices were fabricated using state of art 40 nm dynamic-random-access-memory (DRAM) technology. These devices have different modes which are deep drain junction mode in SSD NMOSs and shallow drain junction mode in ASD NMOSs. The shallow drain junction mode means that drain is only Lightly-Doped-Drain (LDD). The deep drain junction mode means that drain have same process with source. The threshold voltage gap between low drain voltage ($V_D$=0.05V) and high drain voltage ($V_D$=3V) is 0.088V in shallow drain junction mode and 0.615V in deep drain junction mode at $0.16{\mu}m$ of gate length. The DIBL coefficients are 26.5 mV/V in shallow drain junction mode and 205.7 mV/V in deep drain junction mode. These experimental results present that DIBL effect is higher in deep drain junction mode than shallow drain junction mode. These results are caused that ASD NMOSs have low drain doping level and low lateral electric field.
Geum, Jongmin;Jung, Eun Sik;Kim, Yong Tae;Kang, Ey Goo;Sung, Man Young
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제9권3호
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pp.843-847
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2014
In Super Junction (SJ) MOSFETs, charge balance is the most important issue of the SJ fabrication process. In order to achieve the best electrical characteristics, such as breakdown voltage and on-resistance, the N-type and P-type drift regions must be fully depleted when the drain bias approaches the breakdown voltage, which is known as the charge balance condition. In conventional charge balance analysis, based on multi-epi process SJ MOSFETs, analytical model has only N, P pillar width and doping concentration parameter. But applying a conventional charge balance principle to trench filling process, easier than Multi-epi process, is impossible due to the missing of the trench angle parameter. To achieve much more superior characteristics of on-resistance in trench filling SJ MOFET, the appropriate trench angle is necessary. So in this paper, modulated charge balance analysis is proposed, in which a trench angle parameter is added. The proposed method is validated using the TCAD simulation tool.
N-Channel polysilicon MOSFETs (W/L=20/1.5, 3, 5.10\ulcorner) were fabricated using RTP (Rapid Thermal Processor) and hydrogen passivation. The N+ source, drain and gate were annealed and recrystallized using RTP at temperature of 1000\ulcorner-1100\ulcorner. But the active areas were not specially crystallized before growing the gate oxide. Without the hydrogen passivarion, excellent transistor characteristics (ON/OFF=5.10**6, S=85MV/DEC, IL=51pA/\ulcorner) were obtained for 1.5\ulcorner MOSFET. Also the transistor characteristics were improved by hydrogen passivation.
본 논문에서는 나노와이어 N-채널 GAA MOSFET의 항복전압 특성을 측정과 3 차원 소자 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 측정에 사용된 나노와이어 GAA MOSFET는 게이트 길이가 250nm이며 게이트 절연층 두께는 6nm이며 채널 폭은 400nm부터 3.2um이다. 측정 결과로부터 나노와이어 GAA MOSFET의 항복전압은 게이트 전압에 따라 감소하다가 높은 게이트 전압에서는 증가하였다. 나노와이어의 채널 폭이 증가할수록 항복전압이 감소한 것은 floating body 현상으로 채널의 포텐셜이 증가하여 기생 바이폴라 트랜지스터의 전류 이득이 증가한 것으로 사료된다. 게이트 스트레스로 게이트 절연층에 양의 전하가 포획되면 채널 포텐셜이 증가하여 항복전압이 감소하고 음의 전하가 포획되면 포텐셜이 감소하여 항복전압이 증가하는 것을 알 수 있었다. 항복전압의 측정결과는 소자 시뮬레이션의 포텐셜 분포와 일치하는 것을 알 수 있었다.
현재 대부분의 집적회로는 bulk CMOS 기술을 사용해서 제작되고 있으나 전력 소모를 낮추고 die 크기를 줄이기에는 한계점에 도달해있다. 이러한 어려움을 획기적으로 극복할 수 있는 초저전력 기술로서 SOI CMOS 기술이 최근에 크게 각광을 받고 있다. 본 논문에서는 100 nm Thin SOI 기판 위에 제작된 n-채널 MOSFET 소자들의 열전자 효과들의 온도 의존성에 관한 연구 결과들이 논의되었다. 소자들이 LDD 구조를 갖고 있음에도 불구하고 열전자 효과들이 예상보다 더 심각한 것으로 나타났는데, 이는 채널과 기판 접지 사이의 직렬 저항이 크기 때문인 것으로 믿어졌다. 온도가 높을수록 채널에서의 phonon scattering의 증가와 함께 열전자 효과는 감소하였는데, 이는 phonon scattering의 증가는 결과적으로 열전자의 생성을 감소시켰기 때문인 것으로 판단된다.
Silicon-on-insulator(SOI) MOSFET with SiGe/Si heterostructure channel is an attractive device due to its potent use for relaxing several limits of CMOS scaling, as well as because of high electron and hole mobility and low power dissipation operation and compatibility with Si CMOS standard processing. SOI technology is known as a possible solution for the problems of premature drain breakdown, hot carrier effects, and threshold voltage roll-off issues in sub-deca nano-scale devices. For the forthcoming generations, the combination of SiGe heterostructures and SOI can be the optimum structure, so that we have developed SOI n-MOSFETs with SiGe/Si heterostructure channel grown by reduced pressure chemical vapor deposition. The SOI n-MOSFETs with a SiGe/Si heterostructure are presented and their DC characteristics are discussed in terms of device structure and fabrication technology.
The n-channel MOSFETs with gate-$n^{-}$S/D overlapped structure have been fabricated by ITLDD(inverse-T gate lightly doped drain) technology. The gate length(L$_{mask}$) was 0.8$\mu$m. The degradation effects of hot carriers injected into the gate oxide were analyzed in terms of threshold voltage, transconductance and drain current variations. The degradation dependences on the gate voltage and drain voltage were characterized. The devices with higher n-concentration showed higher resistivity against the hot carrier injection. As the results of investigating the lifetime of the device, the lifetime showed longer than 10 years at V$_{d}$ = 5V for the overlapped devices with the implantation of an phosphorus dose of 5$\times$10$^{13}$ cm$^{-2}$ and an energy of 80 keV in the n$^{-}$resion.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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