| 초록 |
□ 연구개요 반도체 전자소자의 크기가 지속적으로 작아짐에 따라서 기존 평면구조의 메탈-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFETs)의 경우 채널효과(short-channel effects), 누설전류 (off-state current)의 증가 및 소비 전력의 증가라는 문제점이 부각되고 있다. 따라서 본 연구과제에서는 전자의 이동속도가 높고 이차원적으로 구속되어 있는 고품위의 III-V 나노와이어 소재를 이용하여 초저전력 고성능의 전자소자 소재를 개발하는 것이다. 이때 가격경쟁력을 위해 III-V 나노와이어는 metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD)을 이용하여 실리콘 기판 상에 성장되며, 나노와이어의 위치제어를 위해 전자빔 공정방식이 아닌 포토리소그래피를 이용하여 수 십 나노에서 수 백 나노 직경의 나노와이어가 마이크로패턴 내에 자가정렬 방식으로 형성되는 기존과 다른 새로운 방식의 나노와이어 제작 공정을 이용하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 연구의 최종목표 가. MOCVD를 이용한 실리콘 기판 상 III-V 나노와이어 대면적 성장기술 개발 나. 포토리소그래피 공정을 활용한 실리콘 기판 상 III-V 나노와이어 대면적 위치 제어 성장 원천기술 개발 다. 실리콘 기판 상 성장된 III-V 나노와이어를 이용한 tunnel field-effect transistor (FET) 제작 연구 최종결과 - Metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD)을 이용한 실리콘 기판 상 III-V 나노와이어 대면적 성장기술 개발 (100% 달성) - 포토리소그라피 공정을 활용한 실리콘 기판 상 III-V 나노와이어 위치제어 성장 원천기술 개발 (100% 달성) - 실리콘 기판 상 성장된 III-V 나노와이어를 이용한 tunnel field-effect transistor (FET) 제작 (100% 달성) □ 연구개발결과의 중요성 - 본 연구과제의 “실리콘 기판상 대면적 위치제어 III-V 나노와이어 성장기술” 및 “이를 이용한 BTBT-FET 소자제작 기술”은 차세대 전자소자의 핵심기술이 될 수 있으며, 더 나아가 나노와이어의 상업용 전자소자 적용의 성공적이 사례가 될 수 있음 - 나노와이어를 이용한 초저전력 전자소자 응용은 세계적으로도 연구가 초기단계이므로 개발된 연구결과는 세계최초사례로 파급력이 크게 보고되며, 다수의 원천 기술을 확보할 수 있음 - 최근 스마트폰, 웨어러블 소자의 소모전력이 증가되고 있으며, 베터리 용량의 조절로는 더 이상 사용시간을 늘릴 수 없음. 따라서 트렌지스터의 소모동작을 최소화해야 하며, 본 연구를 통해 개발될 III-V 나노와이어 기반의 전자소자가 미래핵심부품으로 사용될 수 있음 (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
