본 논문에서는 삼차원 소자 시뮬레이터(Sentaurus)를 이용하여 tri-gate FinFET의 fin과 소스/드레인 구조의 변화에 따른 소자의 성능을 분석하였다. Fin의 구조가 사각형 구조에서 삼각형 구조로 변함에 따라, fin 단면의 전위 분포의 차이로 문턱 전압이 늘어나고, off-current가 72.23% 감소하고 gate 커패시턴스는 16.01% 감소하였다. 소스/드레인 epitaxy(epi) 구조 변화에 따른 성능을 분석하기 위해, epi를 fin 위에 성장시킨 경우(grown-on-fin)와 fin을 etch 시키고 성장시킨 경우(etched-fin)의 소자 성능을 비교했다. Fin과 소스/드레인 구조의 변화가 회로에 미치는 영향을 살펴보기 위해 Sentaurus의 mixed-mode 시뮬레이션 기능을 사용하여 3단 ring oscillator를 구현하여 시뮬레이션 하였고, energy-delay product를 계산하여 비교하였다. 삼각형 fin에 etched 소스/드레인 epi 구조의 소자가 가장 작은 ring oscillator delay와 energy-delay product을 보였다.
In this paper, the performance variations of tri-gate FinFET are analyzed for different fin shapes and source/drain epitaxy types using a 3D device simulator(Sentaurus). If the fin shape changes from a rectangular shape to a triangular shape, the threshold voltage increases due to a non-uniform potential distribution, the off-current decreases by 72.23%, and the gate capacitance decreases by 16.01%. In order to analyze the device performance change from the structural change of the source/drain epitaxy, we compared the grown on the fin (grown-on-fin) structure and grown after the fin etch (etched-fin) structure. 3-stage ring oscillator was simulated using Sentaurus mixed-mode, and the energy-delay products are derived for the different fin and source/drain shapes. The FinFET device with triangular-shaped fin with etched-fin source/drain type shows the minimum the ring oscillator delay and energy-delay product.
