일반기술

쿨롱진동 위상제어 가능한 단전자 소자

*원리 및 구성 본 기술의 쿨롱진동 위상제어 가능한 단전자 소자는 SOI기판 위에 형성되며 본 소자의 구조는 실리콘 기판 위 실리콘 이중산화막 뒤의 위층 실리콘층에 삼각형 모양의 소스 및 드레인을 가지며 이 소오스 및 드레인이 수십 나노 넓이의 전도채널로 연결되어 있고, 이 전도채널과 수직방향으로 측면게이트가 형성되어있으며, 여기에 인가된 음의 전압이 소오스와 드레인의 전위적 변화 없이 전도채널 내 양자점의 전기적 전위차를 조절하며, 이후 게이트 산화막이 적층됨과 동시에 PADOX법을 이용 양자점의 축소 및 터널링 장벽의 좀 더 명확한 생성이 이루어진다. 이후 전도채널에 이차원 전자개스층을 유발하는 제어게이트의 형성 및 통상적인 MOSFET 금속화 공정으로 완성된다. *기술적 배경 단전자 논리소자의 경우 현재까지의 연구결과를 보면 수 나노미터의 양자점과 전도채널을 무작위로 형성시켜 상온에서 작동하는 성과를 보였다. 이 기술은 불과 수 나노미터 이하 크기의 양자점 형성으로 상온작동이라는 성과를 얻을 수 있으나, 전도채널과 양자점의 무작위적 생성이라는 근본적 특성으로 인해 재현성이 매우 어렵다는 문제를 지니고 있었다. *중요성 및 독창성 본 기술은 PADOX법을 적용, 전자빔 직접 묘화법만으로 형성된 양자점의 크기를 가한 층 축소시키면서, 양자점의 소오스와 드레인간 터널장벽을 좀 더 명확하게 할뿐만아니라, 측면게이트에 적절한 전압을 인가함으로써 단전자 논리 소자에서 어려웠던 쿨롱진동의 위상을 획기적으로 제어하여 별도의 CMOS공정을 도입하지 않고도, CMOS타입의 단전자 논리소자를 제작한다는 점에서 그 독창성이 있다.*적용제품 및 경쟁제품 본 기술의 쿨롱진동 위상제어 가능한 단전자 소자는 메모리 소자에 적용되며, 이 메모리 소자는 컴퓨터를 비롯하여 MP3 등 다양한 전자기기에 적용될 수 있을 것이다. *특징 및 장점 첫째로 비등방적 옥시데이션 기법을 이용한 양자점의 축소 및 터널링 장벽의 자발적 생성이며, 둘째로 단전자 소자의 핵심적인 동작에 있어서 양자점의 쿨롱진동의 위상을 조절 할 수 있는바, 단전자소자의 작동 온-오프지점을 원하는바 임의대로 제어가능하게 되어, CMOS타입의 단전자 논리소자 개발을 가능하게 하며, 또한 필요한 요구에 따라 여러 구조로 변경 및 활용할 수 있다는 점에서 매우 큰 가치를 지니고 있다.