초록 ▼

전자의 양자수송효과를 이용하여 테라급의 고집적성과 수 100GHz의 초고속 응답 특성, $10-18J$/operation/unit-cell의 저전력소모, 그리고 다중 에너지 준위의 신기능성을 갖는 나노 양자전자소자의 핵심원천 기술을 창출하고자 하였다. 단위소자의 초고집 적성을 위하여는 10nm급 극초미세 구조의 형성 및 제작공정기술 분야와 양자간섭과 양자관통의 나노 양자 트랜지스터 소자 분야가 있으며, 초고속성의 달성을 위해서는 양자점의 초고속 양자관통소자 분야가 있고, 또한, 신기능성의 구현에 있어서는 전자의

전자의 양자수송효과를 이용하여 테라급의 고집적성과 수 100GHz의 초고속 응답 특성, $10-18J$/operation/unit-cell의 저전력소모, 그리고 다중 에너지 준위의 신기능성을 갖는 나노 양자전자소자의 핵심원천 기술을 창출하고자 하였다. 단위소자의 초고집 적성을 위하여는 10nm급 극초미세 구조의 형성 및 제작공정기술 분야와 양자간섭과 양자관통의 나노 양자 트랜지스터 소자 분야가 있으며, 초고속성의 달성을 위해서는 양자점의 초고속 양자관통소자 분야가 있고, 또한, 신기능성의 구현에 있어서는 전자의 파동성을 이용하는 양자간섭소자와 전자의 상호 관통효과를 이용하는 양자점어래이 소자 분야가 있다. 결과로는, (1)전자빔 리소그라피 기술을 이용하고 후 처리 산화/식각 공정에 의한 10nm급 실리콘 나노 트랜지스터의 제작, 카본 나노튜브 마스크 기법을 이용하여 10nm급 금속 극미세 나노선의 제작, 질화/산화의 자연 표면화학 반응을 이용한 10nm급 실리콘 나노점 어래이의 형성, CBE 기법으로 원자층의 자발 성장 기법을 이용한 10nm급 CaAs 나노선 및 나노점 어래이 형성으로 반도체 나노구조 생성 연구를 수행하였으며, (2)게이트 길이 50nm의 SOL(Silicon-on-Insulator) 나노 MOSFET 제작 및 10nm급 실리콘 나노점 어래이 트랜지스터 제작과 온도에 따른 트랜지스터 동작 특성 축정으로 양자수송 특성 규명하였고 , (3)불순물, 격자 진동, 표면 산란을 포함한 나노 전도선의 양자 간섭 효과 이론적 시뮬레이션과 나노점 어래이 구조에서 양자 관통 효과 이론적 시뮬레이션을 통하여 양자효과소자의 특성을 예견하였다.

Abstract ▼

The rapid development in information processing technology based on silicon devices is the main factor behind the information revolution that we are experiencing. The performance of electronics have increased exponentially for the past four decades and the essential ingredient of progress has been t

The rapid development in information processing technology based on silicon devices is the main factor behind the information revolution that we are experiencing. The performance of electronics have increased exponentially for the past four decades and the essential ingredient of progress has been the scaling of MOSFET, the unit electronic device for IC. However, MOSFET operate within the realm of classical physics and further scaling to nanometer-regime results in guiding into the unavoidable quantum physics realm. Thus it is obvious that the progress with conventional means cannot continue at its present rate forever. The quantum phenomena arising from spatial confinement of carriers within nanometer-regime can be exploited in novel quantum devices, of which the performance and functionality excels those of MOSFET.

목차 Contents

• 제 1장 연구개발과제의 개요...12
• 1절 연구개발의 필요성...12
• 2절 반도체 나노 소자 기술의 전망...15
• 제 2장 국내외 기술개발 현황...17
• 1절 나노급 반도체 초미세구조 제작 기술...17
• 2절 나노 양자전자소자 기술...18
• 3절 나노 양자전자소자 기술 모델링...20
• 4절 국내외 관련 분야의 환경 변화...21
• 제 3장 연구개발수행 내용 및 결과...23
• 1절 Characteristics of nano wire SOI n-MOSFET with a gate length of 50 nm and a channel width of 100nm...25
• 2절 Fabrication of metal nanowire using carbon nanotube as mask...34
• 3절 Arrangement of silicon nano-dots along step edges of a Si(111) surface: STM investigation...41
• 4절 Size distibution of quantum-scale GaAs islands grown by Ga dropiet induced chemical beam epitaxy...49
• 5절 Nonclassical suppression of conductance fluctuation in a double stadium quantum system...54
• 6절 SOI 기판 이용한 다중 나노점 구조 트랜지스터 및 메모리...62
• 7절 Effects of atomistic defects on coherent electron transmission in Si nanowires: Full band calculations...67
• 8절 양자수송에서의 전하요동 및 스핀요동 효과에 대한 검증...78
• 제 4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...83
• 제 5장 연구개발결과의 활용계획...85
• 제 6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...86