• 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 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.101-102
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• 2009

SGOI MOSFETs with various Ge mole fractions were fabricated and compared to the SOI MOSFET. SGOI MOSFETs have a lager drain current and higher effective mobility than the SOI MOSFET as increased Ge mole fractions. The lattice constant difference causes lattice mismatch between the SiGe layer and the top-Si layer during the top-Si layer growth. However, SGOI MOSFETs have a lager leakage current at subthreshold region. Also, leakage current at subthreshold region increased with Ge mole fractions. This is attributable to the crystalline defects due to the lattice mismatch between the SiGe layer and the top-Si layer.

• 한국진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.156-159
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• 2008

Pseudo-MOSFET 방법을 이용하여 Ge농도에 따른 SiGe-on-Insulator(SGOI) 기판의 특성을 평가하였다. SGOI 기판은 compressive-SiGe / Relaxed-Si / Buried oxide / Si-substrate 구조로 SOI 기판 위에 에피택셜 성장법으로 SiGe층을 형성하였으며 compressive SiGe층의 Ge 농도는 각각 16.2％, 29.7％, 34.3％, 56.5％ 이다. 실험결과 Ge 농도가 증가함에 따라 누설전류가 증가하는 특성을 보였으며 threshold voltage는 nMOSFET의 경우 3V에서 7V로 이동하였으며 pMOSFET의 경우도 -7 V에서 -6 V로 이동하는 특성을 보였다. 급속 열처리 공정 (rapid thermal anneal) 후에 매몰 산화층과 기판 계면간의 스트레스에 의한 포획준위가 발생하여 소자특성이 열화되었지만, $H_2/N_2$ 분위기에서 후속 열처리 공정 (post RTA anneal) 을 통하여 계면 간의 포획준위를 감소시켜 SGOI Pseudo-MOSFET의 전기적 특성이 개선되었다.

• 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 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.

• 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.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.99-100
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• 2009

SGOI 1T-DRAM cells with various Ge mole fractions were fabricated and compared to the SOI 1T-DRAM cell. SGOI 1T-DRAM cells have a higher leakage current than SOI 1T-DRAM cell at subthreshold region. The leakage current due to crystalline defects and interface states at Si/SiGe increased with Ge mole. This phenomenon causes sensing margin and the retention time of SGOI 1T-DRAMs decreased with increase of Ge mole fraction.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권5호
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• pp.12-17
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• 2011

본 연구에서는 $Si_xGe_{1-x}$ 버퍼층 위에 성장된 strained-Si에 Ge 농도에 따라 n-MOSFET를 제작하고 소자 제작 후의 열처리 온도에 따른 소자의 아날로그 성능을 측정 분석하였다. 전자의 유효 이동도는 Ge 농도가 증가함에 따라 증가하였으나 32%로 높을 때에는 열처리 온도에 상관없이 오히려 감소하는 것으로 측정되었다. 상온에서 Ge 농도가 증가함에 따라 증가 소자의 아날로그 성능 지수가 우수하였으나 32% 농도에서는 오히려 좋지 않았다. 고온에서 strained-Si의 전자 유효이동도 저하가 Si보다 심하기 때문 SGOI 소자의 아날로그 성능 저하가 SOI 소자보다 심한 것을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.99-100
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• 2006

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.