Abstract
전자선 직접묘사 (E-beam direct writing lithography) 방법을 이용하여 $0.2\mum$ 과 $0.3\mum$ 의 게이트길이를 가지는 NMOS 트랜지스터를 제작하였다. 게이트만 전자선 직접묘사 방법으로 정의하고 나머지는 optical stepper를 이용하는 Mix & Match 방식을 사용하였다. 게이트산화막의 두께는 최소 6nm까지 성장시켰으며, 트랜지스터구조로서는 lightly-doped drain(LDD) 구조를 채택하였다. 짧은 채널효과 및 punch through를 줄이기 위한 방안으로 채널에 깊이 붕소이온을 주입하는 방법과 well을 고농도로 도핑하는 방법 및 소스와 드레인에 $p^-$halo를 이온주입하는 enhanced lightly-doped drain(ELDD) 방법을 적용하였으며, 제작후 성능을 각각 비교하였다.
제작된 $0.2\mum$의 게이트길이를 가지는 소자에서는 문턱전압과 subthreshold기울기는 각각 0.69V 및 88mV/dec. 이었으며, Vds=3.3V에서 측정한 포화 transconductance와 포화 드레인전류는 각각 200mS/mm, 0.6mA/$\mum$이었다. $0.3\mum$소자에서는 문턱전압과 subthreshold 기울기는 각각 0.72V 및 82mV/dec. 이었으며, Vds=3.3V에서 측정한 포화 transconductance는 184mS/mm이었다. 이러한 결과는 전원전압이 3.3V일 때 실제 ULSI에 적용가능함을 알 수 있다.