초록 ▼

□ 연구개요
기존의 저차원 나노소재를 이용한 나노스케일 소자 공정은 고가의 장비와 공정을 동반하며, 복합적인 구조의 소자 제작에 한계를 가지고 있음. 본 연구자가 제안하는 저비용 나노소자 공정기법 연구를 통해 저차원 나노소재 기반의 반도체 소자의 산업화 가능성을 타진하고, 소재의 원천 물성에 대한 탐구하고자 함. 나노갭 전자소자의 전기적 특성을 바탕으로 소자 구조의 최적화 및 저차원 소재의 물성을 분석할 수 있는 모델링을 개발함으로써 나노소자 연구의 원천기술 확보와 동시에 재료의 물리학적-전자 공학적 기초연구를 위한 연구를 수

□ 연구개요
기존의 저차원 나노소재를 이용한 나노스케일 소자 공정은 고가의 장비와 공정을 동반하며, 복합적인 구조의 소자 제작에 한계를 가지고 있음. 본 연구자가 제안하는 저비용 나노소자 공정기법 연구를 통해 저차원 나노소재 기반의 반도체 소자의 산업화 가능성을 타진하고, 소재의 원천 물성에 대한 탐구하고자 함. 나노갭 전자소자의 전기적 특성을 바탕으로 소자 구조의 최적화 및 저차원 소재의 물성을 분석할 수 있는 모델링을 개발함으로써 나노소자 연구의 원천기술 확보와 동시에 재료의 물리학적-전자 공학적 기초연구를 위한 연구를 수행함. 또한, 나노 크기의 전극 형성 기술을 바탕으로 나노갭 트랜지스터 및 듀얼 게이트 단일소재 pn 접합소자의 전기적 특성 결과를 바탕으로 새로운 형태의 소자 구조를 도출해내는데 성공했으며, 이에 대한 전기적 특성 결과 및 물리적 현상에 대한 연구 수행을 진행함.

□ 연구 목표대비 연구결과
• 저비용 나노갭 전극 형성 기법 (달성도 100%)
나노갭 전극 형성 공정 기법 최적화 및 재현성 확보를 위해 실험을 진행한 결과 50~90 nm의 나노갭 전극을 형성시킬 수 있었음. 이 공정을 활용한 기본적인 MOS-FET 구조의 소자를 제작하였고, 10 mV의 전압에서 동작하는 소자 구현에 성공함.
• 초저전력 나노갭 트랜지스터 소자 (달성도 90%)
2차원 나노 소재 적층 기술 및 나노갭 전극 형성 기법을 기반으로 제작한 트랜지스터 소자의 초저전력 구동을 확인하였으며, 소자의 물성을 극대화시키는 구조 최적화를 진행함. 연구 결과 n형 및 p형 특성이 모두 나타나는 양극성 특성을 볼 수 있으며, 이에 대한 물성 분석을 진행함.
• 나노갭 듀얼 게이트 전극 기반 단일소재 pn 접합 다이오드 소자 (달성도 90%)
양극성 특성을 가지는 MoTe2 기반의 소재를 바탕으로 나노갭 듀얼 게이트 전극 기반 단일소재 pn 접합 다이오드 소자 제작에 성공함. 이에 대한 물리적 특성 분석을 위해 페르미온 기반의 밴드 다이어그램을 통해 분석을 진행하고, 이론적으로 설명이 가능한 소자의 물리적-전기적 특성 분석에 대한 연구를 진행함.

□ 연구개발결과의 중요성
저차원 나노소재 기반의 나노스케일 전자소자 제작을 위해서는 일반적으로 고비용, 긴 공정 시간의 전자빔 리소그래피 (E-beam lithography, EBL)를 사용하는 것이 대부분임. 본 연구는 이러한 나노갭 전극 형성을 널리 사용되는 저비용의 포토리소그래피 공정법을 활용해 소자 제작을 가능케 함. 또한, 초저전력 구동의 트랜지스터 및 저차원 나노소재 기반의 pn 다이오드에 대한 연구가 활발하게 진행중임. 이에 대한 연구를 나노갭 전극 형성 기법을 통한 소자 제작으로 진행함으로써 저차원 나노소재의 물성 정보를 파악하는 기초 연구가 될 수 있으며, 응용 소자로의 활용 가능성을 확보할 수 있을 것이라 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 필요성 및 가설 ... 4
• 나. 최종 목표 ... 4
• 다. 연구의 범위 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 저비용 나노갭 전극 형성 기법 ... 5
• 나. 초저전력 나노갭 트랜지스터 소자 ... 6
• 다. 나노갭 듀얼 게이트 전극 기반 단일소재 pn 접합 다이오드 소자 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 가. 저비용 나노갭 전극 형성 기법의 필요성 ... 8
• 나. 초저전력 구동의 나노갭 트랜지스터 소자 ... 8
• 가. 단일 소재 기반 나노갭 듀얼 게이트 전극 pn 접합 다이오드 소자 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 9
• 대표적 연구실적 ... 10
• 끝페이지 ... 12