일반기술

나노스케일 다중접합 양자점 소자 및 그 제조방법

*원리 및 구성본 기술의 나노소자 제작공정은 ①SOI 웨이퍼의 상층실리콘층에 소스, 드레인, 그리고 소스와 드레인을 연결하는 채널을 형성하고 이온주입하는 단계, ②전자빔 리소그래피를 통해 채널을 수십 나노미터의 선폭을 갖도록 패터닝하고 식각하여 미세채널을 형성하는 단계, ③열산화공정을 통해 상층 실리콘에 산화막을 형성하여 상층실리콘을 전기적으로 절연시키는 단계, ④1차로 폴리실리콘층을 상층실리콘보다 두껍게 증착하고 전자빔 리소그래피를 이용해 미세채널에 수직인 미세라인을 패터닝하고 현상을 통해 미세라인 형태의 ER만을 남긴 후 식각공정을 적용해 ER과 동일한 선폭을 갖는 폴리실리콘 미세패턴을 형성하는 단계, ⑤미세패턴에 산화막을 형성하여 전기적으로 절연하는 단계, ⑥2차로 폴리실리콘층을 증착하여 폴리실리콘 미세패턴과 미세패턴 사이의 공간을 메우는 단계, ⑦SOI 웨이퍼의 상층실리콘층 또는 상층실리콘층 바로 위의 산화막이 드러날 때까지 평탄화공정을 적용하는 단계, ⑧산화막을 형성하여 소자를 전기적으로 절연하고 보호하는 단계, ⑨산화막 위에 3차 폴리실리콘층을 적층하는 단계, ⑩폴리실리콘층을 패터닝하여 추가적인 양자점을 제작하는 단계 등으로 이루어진다. *기술적 배경실리콘 웨이퍼 상에 패턴을 형성하는 방법 중 패턴의 개수, 모양, 선폭에 있어 가장 큰 활용도를 보이는 것은 전자빔 리소그래피이지만 이 역시 패턴과 패턴의 폭이 줄어들수록 근접효과(proximity effect)가 나타나고 그 결과 패턴과 패턴의 폭이 줄어드는 만큼 패턴의 결과를 보장하기 힘든 단점이 있다.*중요성 및 독창성패턴의 모양이나 개수, 선폭의 제약이 가장 작은 전자빔 리소그래피의 장점을 그대로 활용하되 단점으로 지적되는 근접효과를 패턴과 패턴 사이의 공간에 새로운 전도층을 형성하여 또 다른 패턴으로 활용함으로써 극복하였다는 점에서 그 독창성을 인정할 수 있다.*적용제품 및 경쟁제품본 기술은 다양한 반도체 공정에 적용될 수 있으며, 이러한 반도체 공정은 디램이나 플래시 램과 같은 메모리 소자, 각종 논리회로소자, 마이크로프로세서와 같은 집적회로소자 등의 제조공정이 될 수 있다.*특징 및 장점첫째, 본 기술을 적용할 경우 패턴과 패턴 사이의 공간 자체가 하나의 또 다른 패턴이 되므로 굳이 근접효과의 위험을 무릅쓰고 전자빔 리소그래피로 패턴과 패턴을 가까이 붙이지 않아도 되므로 전자빔 리소그래피의 가장 취약한 점을 극복할 수 있다.둘째, 평탄화 공정을 적용함으로써 패턴과 패턴을 끊어낼 뿐 아니라 완성된 전체 구조가 평면을 이루므로 산화막 형성 후 추가로 폴리실리콘층을 증착하여 다층구조를 얻을 수 있게 된다.