Dopant segregated Schottky-barrier MOSFET (DSSB-MOSFET) is promising device to replace the conventional MOSFET. We have to understand the dopant effect to improve DSSB-MOSFET characteristics because dopant affects the device characteristic significantly. Therefore dopant effects are investigated based on effective SBH concept using DSSB-MOSFET fabricated on bulk-substrate by varying dopant dose and energy condition. By conducting experiment using arsenic ion, we confirm that energy band of silicon is changed due to dopants; thereby device characteristic is significantly changed. As well, it is verified that one of the most significant problems named off-current can be suppressed by energy band engineering. Experi-mental result with sulfur ion implantation shows anomalous behavior which is different from previously re-ported result. To interpret this anomalous behavior, diode characteristics are also investigated, and then we suggest possible mechanisms for this phenomenon. To acquire better device performance, arsenic ion and sulfur ion are co-implanted at the same time. It is verified that DSSB-MOSFET can be used for different ap-plication by optimization of dopant ion implantation condition.
DSSB-MOSFET은 기존의 conventional MOSFET을 대체할만한 소자로써 각광받고 있다. Dopant segregated Schottky-barrier MOSFET (DSSB-MOSFET)은 기존의 conventional MOSFET을 대체할만한 소자로써 각광받고 있다. 도펀트는 DSSB-MOSFET의 특성을 현저하게 변화시키기 때문에 우월한 성능의 소자를 제작하기 위해서는 도펀트 효과에 대한 이해가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 도펀트의 이온 주입 양 및 에너지의 크기를 변화시키며 벌크 기판 위에 DSSB-MOSFET을 제작하여 도펀트에 의해 소자의 특성이 실제로 어떻게 변하는가에 대한 실험을 수행하였다. 실리콘의 도핑을 위해 널리 사용되는 비소 이온을 이용한 실험을 수행함으로써 도펀트에 의해 실리콘의 에너지 밴드가 바뀌게 되고, 이는 소자의 특성을 효과적으로 바꾸는데 영향을 미침을 확인하였다. 뿐만 아니라 에너지 밴드 엔지니어링을 통해 SB-MOSFET의 문제점인 차단전류가 효과적으로 감소할 수 있음을 확인하였다. 황을 이용한 실험결과에서는 기존에 보고된 바와 다른 비이상적인 특성이 관찰되었고, 이 현상을 해석하기 위해 다이오드 실험을 수행함으로써 비이상적인 특성에 대한 원리에 대해 제안하였다. 더 나은 소자 특성을 위해 비소 이온과 황 이온을 동시에 주입하여 소자의 특성이 어떻게 변하는가에 대한 실험 역시 수행하였다. 이처럼 도펀트에 의해 DSSB-MOSFET의 특성이 현저하게 바뀌는 현상을 통해 도펀트 이온 주입 조건의 최적화를 통해 소자가 원하는 응용에 사용될 수 있음을 검증하였다.
