| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2008년 봄 (05/22 ~ 05/23, 상록리조트) |
| 권호 | 14권 1호 |
| 발표분야 | 반도체재료 |
| 제목 | 고유전 HfO2 게이트 절연막을 이용한 실리콘 나노와이어 FET 소자 |
| 초록 | 실리콘은 일반적으로 화합물 반도체에 비해 유효 질량이 크기 때문에 디바이스의 크기를 더 작게 하지 않으면 양자 효과가 발현되지 않는다. 실리콘은 상온에서 1.12eV의 밴드갭 에너지를 갖는 IV족 반도체 재료로써 실리콘을 나노선으로 합성하게 되면, 부피대비 표면적이 넓고 결정성이 우수하며 양자 제한 효과를 나타낼 것으로 예측되어 기존 소자에 비해 초고집적/초고효율 나노 소자의 구현과 고효율 태양전지 등의 신기능 소자의 창출이 가능하다. 지금까지 SiO2 게이트 절연막을 이용한 실리콘 나노선의 field-effect transistor(FET) 구조의 소자에 대한 많은 연구가 있었다. 하지만 SiO2 게이트 절연막의 낮은 유전상수로 인하여 이러한 소자는 심각한 한계점을 드러내고 있다. 반면에 고유전 절연막으로 잘 알려진 HfO2는 비교적 높은 유전상수 (k: 20 ~ 30)와 낮은 누설전류로 차세대 게이트 절연막으로 각광받고 있다. 본 연구에서는 HfO2 게이트 절연막을 이용한 실리콘 나노선 FET 소자가 가지는 특성을 분석하였다. 실리콘 나노선은 VLS법을 이용하여 합성하였고 여기에 phosphorus를 도핑하여 나노선이 n-type 특성을 가지도록 하였다. 합성된 실리콘 나노선의 경우 TEM과 XRD를 통하여 그 결정성을 확인하였다. HfO2 박막은 atomic layer deposition(ALD)장비를 이용하여 증착하였고 박막의 두께 차이에 따른 특성 변화를 측정하였다. 전기적 특성은 캐리어 농도, Ion/Ioff ratio, 이동도 및 subthreshold swing 값을 분석하여 평가하였다. |
| 저자 | 문경주1, 최지혁1, 맹완주2, 김형준2, 명재민1 |
| 소속 | 1연세대, 2포항공과대 |
| 키워드 | HfO2; Si nanowires; FET; dielectric constant (k) |
