Abstract
반도체 소자 제조 공정 프로그램인 T-suprem4와 MEDICI를 이용하여 NMOS구조를 설계 하였다. MOS 소자 시뮬레이션을 통해 식각 공정에서 생기는 언더컷에 의한 전기적 특성을 I-V 곡선으로 비교하여 분석하였다. NMOS 구조는 반도체 소자 제조 공정 프로그램 T-suprem4를 이용하여 기본 소자 구조를 설계하였다. 실험의 변수로는 첫째, 소자 공정 중 폴리 실리콘의 언더컷 식각의 각도를 $70^{\circ}C$부터 $110^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$의 차이로 설계하였다. 또한, 언더컷에 의한 드레인-소스사이의 전류($I_{DS}$) 손실이 없는 유효한 각도를 확인하기 위해 $80^{\circ}C$부터 $100^{\circ}C$까지는 $2^{\circ}C$ 크기로 설계 하였다. 둘째, 게이트 크기를 축소하고 역시 언더컷 식각의 각도를 다양하게 설계하였다. 설계된 소자를 반도체 소자 특성 분석 프로그램 MEDICI를 이용하여 소자의 전기적 특성을 측정하였다. 우선 NMOS소자 게이트에 2V의 전압을 인가하였다. 그리고 드레인 부분에 전압을 인가하여 그에 따른 드레인의 전류를 측정 하였다. 드레인 전압은 0V 부터 변화시키며 인가하였다. 측정된 전류 값으로 I-V 곡선을 나타내었다. I-V 곡선의 분석을 통해 식각 후 언더컷의 각도가 $70^{\circ}C$, $80^{\circ}C$, $110^{\circ}C$ 일 때 $4\times10^{-8}A/{\mu}$의 전류가 흐르고, $90^{\circ}C$, $100^{\circ}C$ 일 때는 $1.8\times10^{-7}A/{\mu}$의 전류가 흐르는 것을 확인 하였다. $80^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$까지는 $2^{\circ}C$ 크기로 측정한 결과 $88^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$ 사이 일 때 $90^{\circ}C$ 각도의 경우와 같이 $1.8\times10^{-7}A/{\mu}$의 전류가 측정 되었다. 즉, 식각 중 수직 측벽 도에 언더컷이 $10^{\circ}C$이상 발생하면 $I_{DS}$ 전류 값이 약 22%로 감소하였다. 또한 일반적으로 $90^{\circ}C$의 수직측벽을 가지는 공정이 중요하다고만 생각 되었지만, 이번 연구를 통하여 식각 후 측벽의 각도가 $88^{\circ}C$에서 $92^{\circ}C$ 사이에 있을 때 $I_{DS}$ 값이 가장 최대가 되는 것을 확인 할 수 있었다.
