Three-dimensional analytical model for accurate analysis of source/drain contact resistances for FinFET structures = FinFET 구조의 소스/드레인 접촉 저항을 정밀하게 분석하기 위한 3차원 해석 모델

국문 초록 (Abstract)

소스/드레인(S/D) 컨택 저항의 영향은 컨택 저항이 컨택 면적에 반비례하기 때문에 스케일링된 트랜지스터에서 중요성이 커지고 있다. 따라서 컨택 저항의 정밀한 평가는 스케일링된 트랜지스터의 설계와 분석에 필수적이며, 특히 서브 10 nm 기술에서 사용되는 멀티 핀 및 게이트 올 어라운드(GAA) 아키텍처를 갖는 비평면 3차원 전계효과 트랜지스터(3D FET)에 중요하다. 수십 년 동안 컨택 저항은 원래 평면 소자를 위해 고안된 전송선 모델(TLM)을 사용하여 모델링되고 평가되어 왔다. 그러나 기존의 TLM은 2차원 모델로서, S/D 영역에서 수직 방향 전류 밀도가 없다고 가정하기 때문에 스케일링된 3D FET에는 직접 적용될 수 없다. 본 연구에서는 스케일링된 FinFET의 상승된 S/D 구조의 컨택 저항을 정밀하게 분석할 수 있는 3차원 컨택 저항 모델을 제안한다. 이 모델은 금속–반도체 계면과 상승된 S/D 영역 내의 수평 및 수직 전류 밀도 성분을 모두 고려하도록 수정된 삼중층 전송선 모델(tri-layer TLM)에 기반하여 개발되었다. 제안된 모델의 정확성은 다양한 3D S/D 구조에 대해 개발된 모델로부터 얻어진 컨택 저항과 TCAD 시뮬레이션 결과를 비교함으로써 검증되었다. 이 모델은 컨택 길이와 특정 컨택 저항에 의해 결정되는 다양한 컨택 조건에서 2% 이하의 차이를 보이며 시뮬레이션 결과와 잘 일치한다. 제안된 3차원 컨택 모델은 FinFET과 GAA-FET과 같은 스케일링된 트랜지스터의 컨택 특성을 설계하고 분석하기 위한 효과적인 프레임워크를 제공한다.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction 1
• 2. Analytic 3D S/D Contact Resistance Model 4
• 3. Application and Verification of the Developed Model. 8
• 3.1 Rectangular-shaped S/D Structure 8
• 3.2 Diamond-shaped S/D Structure 17
• 3.3 Approximation Method for Diamond-shaped S/D structure 30
• 4. Conclusion 34
• 5. References 36
• 초 록 40