• 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.

• ETRI Journal
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• 제27권4호
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• pp.439-445
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• 2005

We introduce a strained-SiGe technology adopting different thicknesses of Si cap layers towards low power and high performance CMOS applications. By simply adopting 3 and 7 nm thick Si-cap layers in n-channel and p-channel MOSFETs, respectively, the transconductances and driving currents of both devices were enhanced by 7 to 37% and 6 to 72%. These improvements seemed responsible for the formation of a lightly doped retrograde high-electron-mobility Si surface channel in nMOSFETs and a compressively strained high-hole-mobility $Si_{0.8}Ge_{0.2}$ buried channel in pMOSFETs. In addition, the nMOSFET exhibited greatly reduced subthreshold swing values (that is, reduced standby power consumption), and the pMOSFET revealed greatly suppressed 1/f noise and gate-leakage levels. Unlike the conventional strained-Si CMOS employing a relatively thick (typically > 2 ${\mu}m$) $Si_xGe_{1-x}$ relaxed buffer layer, the strained-SiGe CMOS with a very thin (20 nm) $Si_{0.8}Ge_{0.2}$ layer in this study showed a negligible self-heating problem. Consequently, the proposed strained-SiGe CMOS design structure should be a good candidate for low power and high performance digital/analog applications.

• 한국결정성장학회지
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• 제16권2호
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• pp.66-70
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• 2006

실리콘웨이퍼 표면에 기계적인 손상을 가한 후 산화 열처리 공정을 실시하면 온도와 기계적인 손상의 크기에 따라 여러 가지 결정 결함이 발생된다. 기계적인 손상이 크고 열처리 온도가 증가함에 따라 dislocation loop 등의 대형 결함들이 발생되고 열처리 온도가 낮거나 손상의 크기가 작을수록 OISF(Oxidation Induced Stacking Faults)등의 소형 결함들이 많이 발생된다. Minority carrier lifetime을 측정하여본 결과 결함의 크기가 작을수록 minority carrier lifetime이 높은 것으로 밝혀졌다. 더욱이 dislocation loop 등의 결정 결함보다는 결함 발생 이전 단계인 strained layer등이 금속불순물에 대한 gettering의 효과가 더욱 높음을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.285-285
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• 2011

최근 반도체 소자의 미세화에 따라, 단채널 효과에 의한 누설전류 및 소비전력의 증가 등이 문제되고 있다. 대표적인 휘발성 메모리인 dynammic random access memory (DRAM)의 경우, 소자의 집적화가 진행됨에 따라 저장되는 정보의 양을 유지하기 위해 캐패시터영역의 복잡한 공정을 요구하게 된다. 하나의 캐패시터와 하나의 트랜지스터로 이루어진 기존의 DRAM과 달리, single transistor (1T) DRAM은 silicon-on-insulator (SOI) 기술을 기반으로 하여, 하나의 트랜지스터로 DRAM 동작을 구현한다. 이러한 구조적인 이점 이외에도, 우수한 전기적 절연 특성과 기생 정전용량 및 소비 전력의 감소 등의 장점을 가지고 있다. 또한 strained-Si 층을 적용한 strained-Silicon-On-Insulator (sSOI) 기술을 이용하여, 전기적 특성 및 메모리 특성의 향상을 기대 할 수 있다. 본 연구에서는 sSOI 기판위에 1T-DRAM을 구현하였으며, impact ionization과 gate induced-drain-leakage (GIDL) 전류에 의한 메모리 구동 방법을 통해 sSOI 1T-DRAM의 메모리 특성을 평가하였다. 그 결과 strain 효과에 의한 전기적 특성의 향상을 확인하였으며, GIDL 전류를 이용한 메모리 구동 방법을 사용했을 경우 낮은 소비 전력과 개선된 메모리 윈도우를 확인하였다.

• 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.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.399-402
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• 2007

The effects of heat treatment on the electrical properties of strained-Si/SiGe-on-insulator (SGOI) devices were examined. We proposed the optimized heat treatment processes for improving the back interfacial electrical properties in SGOI-MOSFET. By applying the additional pre-RTA (rapid thermal annealing) before gate oxidation step and the post-RTA after source/drain dopant activation step, the electrical properties of strained-Si channel on $Si_{1-x}Ge_x$ layer were greatly improved, which resulting the improvement of the driving current, transconductance, and leakage current of SGOI-MOSFET.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.73-74
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• 2007

We fabricated strained-SOI(sSOI) n-/p-MOSFETs and investigated the electron/hole mobility characteristics. The subthreshold characteristics of sSOI MOSFETs were similar to those of conventional SOI MOSFET. However, The electron mobility of sSOI nMOSFETs was larger than that of the conventional SOI nMOSFETs. These mobility enhancement effects are attributed to the subband modulation of silicon conduction band.

• 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.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.424-427
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• 2017

This study investigated the effect of strain on hole mobility and hole effective mass in a p-channel rectangular nanowire with two-dimensional confinement. We obtained the valence energy band structure using the six-band k.p method and calculated the mobility and effective mass of the hole in the [100] direction taking the strain effect into account in the inversion region. The hole mobility of strained silicon was calculated using Kubo-Greenwood formalism. As a result, it showed good performance compared to relaxed silicon, but its magnitude was insignificant.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.285-286
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• 2013

이번 연구에서는 제일원리 계산을 통해 실리콘의 전자구조를 분석하였다. 특히 strain이 걸렸을 때에 실리콘의 전자이동도는 전자구조의 변화와 밀접하게 관련이 있음을 밝혔다. Strain이 걸린 경우와 그렇지 않은 경우에 대한 conduction band의 effective한 유효질량 계산을 하였고 이를 통해 tensile strain이 걸린 경우 전자의 이동도가 증가하는 것을 보였다.