이상적인 이중-게이트 벌크 FinFET의 전기적 특성고찰 = Study on Electrical Characteristics of Ideal Double-Gate Bulk FinFETs

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

3-dimensional(3-D) simulations of ideal double-gate bulk FinFET were performed extensively and the electrical characteristics were analyzed. In 3-D device simulation, we changed gate length(Lg), height(Hg), and channel doping concentration(Nb) to see the behaviors of the threshold voltage(Vth), DIBL(drain induced barrier lowering), and SS(subthreshold swing) with source/drain junction depth(xjSDE). When the Hg is changed from 30 nm to 45 nm, the variation gives a little change in Vth(less than 20 mV). The DIBL and SS were degraded rapidly as the xjSDE is deeper than Hg at low fin body doping(1×1016 cm-3 ∼ 1×1017 cm-3). By adopting local doping at ∼10 nm under the Hg, the degradation could be suppressed significantly. The local doping also alleviated Vth lowering by the shallower xjSDE than Hg at low fin body doping.

국문 초록 (Abstract)

이상적인(ideal) 이중-게이트(double-gate) 벌크(bulk) FinFET의 3차원(3-D) 시뮬레이션을 수행하여 전기적 특성들을 분석하였다. 3차원 시뮬레이터를 이용하여, 게이트 길이(Lg)와 높이(Hg), 핀 바디(fin body)의 도핑농도(Nb)를 변화 시키면서 소스/드레인 접합 깊이(xjSDE)에 따른 문턱전압(Vth), 문턱전압 변화량(△Vth), DIBL(drain induced barrier lowering), SS(subthreshold swing)의 특성들을 살펴보았다. 게이트 높이가 35 nm인 소자에서 소스/드레인 접합 깊이(25 nm, 35 nm, 45 nm) 변화에 따라, 각각의 문턱전압을 기준으로 게이트 높이가 30 nm∼45 nm로 변화 될 때, 문턱전압변화량은 20 mV 이하로 그 변화량이 매우 적음을 알 수 있었다. 낮은 핀 바디 도핑농도(1×1016 cm-3 ~ 1×1017 cm-3)에서, 소스/드레인 접합 깊이가 게이트전극보다 깊어질수록 DIBL과 SS는 급격히 나빠지는 것을 볼 수 있었고, 이러한 특성저하들은 Hg 아래의 ∼10 nm 위치에 국소(local) 도핑을 함으로써 개선시킬 수 있었다. 또한 local 도핑으로 소스/드레인 접합 깊이가 얕아질수록 문턱전압이 떨어지는 것을 개선시킬 수 있었다.