• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.20 no.5
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• pp.394-398
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• 2007

A simple doping method to fabricate a very thin channel body of the nano-scaled n-type fin field-effect-transistor (FinFET) by arsenic solid-Phase-diffusion (SPD) process is presented. Using the As-doped spin-on-glass films and the rapid thermal annealing for shallow junction, the n-type source-drain extensions with a three-dimensional structure of the FinFET devices were doped. The junction properties of arsenic doped regions were investigated by using the $n^+$-p junction diodes which showed excellent electrical characteristics. The n-type FinFET devices with a gate length of 20-100 nm were fabricated by As-SPD and revealed superior device scalability.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.14 no.1
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• pp.8-22
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• 2014

In the past few decades, CMOS logic technologies and devices have been successfully developed with the steady miniaturization of the feature size. At the sub-30-nm CMOS technology nodes, one of the main hurdles for continuously and successfully scaling down CMOS devices is the parametric failure caused by random variations such as line edge roughness (LER), random dopant fluctuation (RDF), and work-function variation (WFV). The characteristics of each random variation source and its effect on advanced device structures such as multigate and ultra-thin-body devices (vs. conventional planar bulk MOSFET) are discussed in detail. Further, suggested are suppression methods for the LER-, RDF-, and WFV-induced threshold voltage (VTH) variations in advanced CMOS logic technologies including the double-patterning and double-etching (2P2E) technique and in advanced device structures including the fully depleted silicon-on-insulator (FD-SOI) MOSFET and FinFET/tri-gate MOSFET at the sub-30-nm nodes. The segmented-channel MOSFET (SegFET) and junctionless transistor (JLT) that can suppress the random variations and the SegFET-/JLT-based static random access memory (SRAM) cell that enhance the read and write margins at a time, though generally with a trade-off between the read and the write margins, are introduced.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.33 no.2
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• pp.88-92
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• 2020

Thermal effects in bulk and SOI FinFETs are briefly reviewed herein. Different techniques to measure these thermal effects are studied in detail. Self-heating effects show a strong dependency on geometrical parameters of the device, thereby affecting the reliability and performance of FinFETs. Mobility degradation leads to 7% higher current in bulk FinFETs than in SOI FinFETs. The lower thermal conductivity of SiO₂ and higher current densities due to a reduction in device dimensions are the potential reasons behind this degradation. A comparison of both bulk and SOI FinFETs shows that the thermal effects are more dominant in bulk FinFETs as they dissipate more heat because of their lower lattice temperature. However, these thermal effects can be minimized by integrating 2D materials along with high thermal conductive dielectrics into the FinFET device structure.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.10 no.4
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• pp.265-275
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• 2010

In this work, reliable methodology for device design is presented. Based on this method, the underlap length has been optimized for minimizing the gateinduced drain leakage (GIDL) in a 22-nm node 4-terminal (4-T) silicon-on-insulator (SOI) fin-shaped field effect transistor (FinFET) by TCAD simulation. In order to examine the effects of underlap length on GIDL more realistically, doping profile of the source and drain (S/D) junctions, carrier lifetimes, and the parameters for a band-to-band tunneling (BTBT) model have been experimentally extracted from the devices of 90-nm channel length as well as pnjunction test element groups (TEGs). It was confirmed that the underlap length should be near 15 nm to suppress GIDL effectively for reliable low standby power (LSTP) operation.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.92-92
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• 2009

본 논문에서는 strained Silicon-on-Insulator (sSOI) 기판에 제작된 triple-gate MOSFETs 의 이동도와 단채널 효과에 대하여 분석 하였다. Strained 실리콘에 제작된 소자는 전류의 방향이 <110> 밤항일 경우 전자의 이동도는 증가하나 정공의 이동도는 오히려 감소하는 문제점이 있다. 이를 극복하기 위하여 소자에서 전류의 방향이 <110>방향에서 45 도 회전된 <100> 방향으로 흐르게 제작하였다. Strain이 가해지지 않은 기판에 제작된 동일한 구조의 소자와 비교하여 sSOI 에 제작된 소자에서 전자의 이동도는 약 40% 정공의 이동도는 약 50% 증가하였다. 채널 길이가 100 nm 내외로 감소함에 따라 나타나는 drain induced barrier lowering (DIBL) 현상, subthreshold slope (SS)의 증가 현상에서 sSOI에 제작된 소자가 상대적으로 우수한 특성을 보였으며 off-current leakage ($I_{off}$) 특성도 sSOI기판이 더 우수한 특성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.216-216
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• 2010

Floating gate를 이용한 플래시 메모리와 달리 질화막을 트랩 저장층으로 이용한 silicon-oxide-silicon nitride-oxide silicon (SONOS) 구조의 플래시 메모리 소자는 동작 전압이 낮고, 공정과정이 간단하며 비례 축소가 용이하여 고집적화하는데 유리하다. 그러나 SONOS 구조의 플래시 메모리소자는 비례 축소함에 따라 단 채널 효과와 펀치스루 현상이 커지는 문제점이 있다. 비례축소 할 때 발생하는 문제점을 해결하기 위해 플래시 메모리 소자를 FinFET과 같이 구조를 변화하는 연구는 활발히 진행되고 있으나, 플래시 메모리 소자를 제작하는 기판의 변화에 따른 메모리 소자의 전기적 특성 변화에 대한 연구는 많이 진행되지 않았다. 본 연구에서는 silicon-on insulator (SOI) 기판의 유무에 따른 멀티비트를 구현하기 위한 듀얼 게이트 가진 SONOS 구조를 가진 플래시 메모리 소자의 subthreshold 전압 영역에서의 전기적 특성 변화를 조사 하였다. 게이트 사이의 간격이 감소함에 따라 SOI 기판이 있을 때와 없을 때의 전류-전압 특성을 TCAD Simulation을 사용하여 계산하였다. 전류-전압 특성곡선에서 subthreshold swing을 계산하여 비교하므로 SONOS 구조의 플래시 메모리 소자에서 SOI 기판을 사용한 메모리 소자가 SOI 기판을 사용하지 않은 메모리 소자보다 단채널효과와 subthreshold swing이 감소하였다. 비례 축소에 따라 SOI 기판을 사용한 메모리 소자에서 단채널 효과와 subthreshold swing이 감소하는 비율이 증가하였다.