06MB1600, Novel Functional Silicon Nano-Devices for Communications,
Lee Seong Jae
Abstract
실리콘 집적회로는 약 반세기동안 소자의 크기를 축소하여 단위 면적당 집적도를 지수함수적으로 향상시킴으로서 정보통신 혁명의 주역을 담당하여 왔다. 상기한 바와 같이 이러한 실리콘 집적 기술은 현재 한계에 봉착해 있다. 실리콘 칩을 구성하기 위한 제작 공정을 전공정과 후공정으로 나눌 때, 집적의 한계를 야기시키는 중요 병목 기술은 전공정에서 단위 전자소자, 즉 트랜지스터의 축소화 기술이며, 후공정에서는 배선상의 신호 지연 문제이다. 본 과제에서는 이 두 가지 병목 분야를 타파할 수 있는 신기술로서 기존의 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)을 대체하여 10nm급의 크기까지 축소화가 가능한 쇼트키 트랜지스터 기술과 전기배선을 광배선으로 대체하는 데 필수적인 실리콘 광원 기술 개발을 목표로 하였다. 쇼트키 트랜지스터(SB-MOSFET: Schottky barrier MOSFET)는 기존 MOSFET과는 달리 소스와 드레인 전극을 금속으로 대체함으로서 채널을 통한 누설 전류를 제어하는 신소자 구도이다. 따라서 신소자 구조에 적합한 소자 특성 시뮬레이션 연구 및 실리콘/금속 계면의 쇼트키 장벽 제어를 위한 물리화학적/전기적 특성 연구를 실리사이드 단위 공정 확보와 함께 선행적으로 수행하였다. 이를 바탕으로 소자 설계 및 단위 공정, 그리고 공정 통합 연구를 수행하였고, 제작된 소자의 전기적 특성을 측정하여 소자의 중요 파라미터를 추출 분석 평가하였다. 실리콘은 재료의 특성상 전기적으로 광을 생성할 수 없다. 그러나 실리콘을 나노입자 혹은 나노점으로 만들어 전기를 주입하면 사정은 달라진다. 나노크기의 공간에서의 양자구속효과가 발현하기 때문인데 이를 활용하고자 본 과제에서는 실리콘 나노점의 생성 공정 확보 및 나노점의 물리적/전기적/광적 특성 연구를 선행적으로 수행하였다. 이를 바탕으로 LED (Light Emitting Diode) 소자 설계 및 도핑층, 활성층, 투명전극층 등의 단위 공정 및 공정 통합 연구를 수행하였고, 광 추출 또는 전광 효율을 향상시키기 위한 연구 및 광원의 어레이 제작 기술을 개발하였다.
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J. Kim et. al, "Trends in Lightweight Kernel for Many core Based High-Performance Computing", Electronics and Telecommunications Trends. Vol. 32, No. 4, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
J. Sim et.al, “the Fourth Industrial Revolution and ICT – IDX Strategy for leading the Fourth Industrial Revolution”, ETRI Insight, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
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