일반기술

ｃｏｒｅ-ｓｈｅｌｌ구조의 나노입자를 이용한 나노 부유게이트 메모리 소자

개시된 본 발명은 나노입자를 core로 하고 산화물이나 core 물질보다 에너지갭이 큰 물질을 shell로 하는 core-shell 구조의 나노입자를 나노 부유 게이트 메모리 소자(NFGM, Nano-Floating Gate Memory)에 관한 것으로서, 실리콘 웨이퍼상부에 core-shell 구조의 나노입자 막을 형성하는 것을 특징으로 하며, 기존의 채널과 나노입자 사이에 존재하는 터널링산화막을 나노입자 주위의 shell이 대체하고자 하는 것이다. 상기와 같은 core-shell 구조의 나노입자를 이용할 경우 기존의 터널링 산화막 형성 공정을 줄일 수 있으며 터널링 산화막과 나노입자 사이의 계면 특성도 향상시킬 수 있다. 또한 다양한 종류의 core와 shell의 이용이 가능하여 core와 shell 물질이 최적의 양자우물 구조를 형성하여 나노입자에서의 전하의누설을 막아주며, 메모리 소자의 저장 시간을 향상시킬 수 있다.따라서, 본 발명은 기존의 나노입자를 core로 하고 산화물이나 다른 wide-bandgap 반도체 물질을 shell로 하는 coreshell구조의 나노입자를 이용함으로써 기존의 채널과 나노입자 사이에 존재하는 터널링 산화막을 나노입자 주위의 shell이 대체하고, 또한 나노입자 사이의 shell이 에너지 장벽을 형성하여 나노입자 사이에서의 전하의 누설을 막아주어 전하의저장시간을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.또한, 본 발명은 다양한 종류의 나노입자와 shell을 소자의 재료로 이용하므로써 기존의 Si 나노입자/SiO2 구조보다 효율적인 양자 우물 구조를 형성할 수 있어서 현재의 나노 부유 게이트 메모리 소자의 메모리 저장 시간의 문제점을 해결할 수있도록 하는 효과가 있다.또한, 본 발명은 core-shell 구조를 이용함으로써 터널링 산화막의 형성 공정을 줄일 수 있으며, 나노입자의 shell을 터널링 산화막 층으로 이용하여 나노입자와 터널링 산화막 사이의 계면 특성도를 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.또한, 본 발명은 화학 습식법을 이용함으로써 나노 부유 게이트 메모리 소자의 제조공정이 단순화 될 뿐만 아니라 다양한나노입자(반도체, 금속)를 저가로 합성할 수 있으며, 대량 생산이 가능하여 향후 산업화의 측면에서도 매우 뛰어난 경쟁력이 있을 것으로 기대된다.