일반기술

단전자 소자의 제조방법

*원리 및 구성본 기술의 단전자 소자 제조방법은 다음의 9단계 공정으로 구성된다. ①SOI 기판의 산화막 상에 반도체층을 형성하는 단계, ②반도체층을 식각하여 액티브 영역을 형성하는 단계, ③액티브 영역의 중간 부분을 식각하여 전도채널층을 형성하는 단계, ④액티브 영역을 감싸도록 산화막 상에 게이트 산화막을 형성하는 단계, ⑤전도채널층의 양쪽으로 불순물 이온을 주입하여 액티브 영역에 드레인과 소스를 형성하는 단계, ⑥전도채널층과 직교하도록 게이트 산화막을 식각하여 트랜치를 형성하는 단계, ⑦게이트 산화막 위에 중간산화막을 형성하여, 트랜치와 전도채널층의 접합부에 터널링 접합 및 양자점을 형성하는 단계, ⑧게이트산화막 및 중간산화막을 드레인과 소스의 윗면이 각각 드러날 때까지 식각하여 제1 및 제2컨택홀을 형성하는 단계, ⑨중간산화막 위로 금속막을 증착하여 제1 및 제2컨택홀를 통해 드레인과 소스에 각각 접하는 드레인 패드와 소스패드 및 트랜치 상부에 게이트 패드를 각각 형성하는 단계.*기술적 배경기존 형태의 단전자 소자에서는 쿨롱차폐 현상을 일으키기 위해 게이트를 이중으로 형성해야 하기 때문에 전력소비가 증가하여 집적 회로 등에 적용이 불투명하고 또한 적층 공정이 매우 복잡하여 불안정하므로 제조비용이 높아지는 단점이 있다. *중요성 및 독창성본 기술에서는 디플레이션 게이트 없이 열산화 및 전자빔 식각을 통해 채널층에 직교하는 트랜치를 형성함으로써, 양자점 및 터널링 접합을 동시에 형성하기 때문에 저소비전력 및 공정의 단순화에 따른 제조비용을 줄일 수 있다는 점에서 그 중요성 및 독창성이 있다.*적용제품 및 경쟁제품본 기술의 단전자 소자 제조기술은 차세대 논리 직접 소자 회로 또는 개인용 디지털단말기(PDA)등에 적용될 수 있는 구성소자로서 활용될 수 있다.*특징 및 장점첫째, 게이트를 이중 게이트로 형성하거나 고가의 전자빔 식각 장치를 이용하지 않고서 채널층에 직교하는 트랜치를 형성하고 열산화를 이용함으로써 전도 채널 상에 원하는 크기의 양자점 및 터널링 접합을 용이하게 형성할 수 있다.둘째, 소비전력이 감소하고 기존의 이중 게이트 형성을 위한 금속막 증착 및 패터닝 공정이 생략됨으로 공정이 단순화되어 제조비용이 감소된다.셋째, 채널과 직교하는 트랜치 폭을 조절하면 양자점의 크기를 임의로 바꿀 수 있으므로 동작 온도의 향상으로 인한 소자기능을 향상시킬 수 있다.