초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
- 기존 반도체 CMOS 기술과 호환 가능한 하프니아 (HfO₂) 계열 단일 강유전체 또는 반강유전체 물질의 공정 및 특성을 확보하고 그래핀 FET 소자를 이용한 슈퍼 스팁 스위칭 소자의 동작 메커니즘 규명
- 초저전압, 고성능 소자 구현을 위한 강유전체 및 반강유전체의 적층 구조를 이용하여 다강유전체를 구현하고 이를 이용한 다중 V_th 소자 제작 및 4인치 수준의 대면적 2차원 로직-메모리 회로 구현
전체 내용
1. 강유전체 또는

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
- 기존 반도체 CMOS 기술과 호환 가능한 하프니아 (HfO₂) 계열 단일 강유전체 또는 반강유전체 물질의 공정 및 특성을 확보하고 그래핀 FET 소자를 이용한 슈퍼 스팁 스위칭 소자의 동작 메커니즘 규명
- 초저전압, 고성능 소자 구현을 위한 강유전체 및 반강유전체의 적층 구조를 이용하여 다강유전체를 구현하고 이를 이용한 다중 V_th 소자 제작 및 4인치 수준의 대면적 2차원 로직-메모리 회로 구현
전체 내용
1. 강유전체 또는 반강유전체 HfO₂ 단일 유전막 특성 최적화 및 그래핀 FET 소자 제작
■ 단일 강유전체 또는 반강유전체 HfO 유전막 특성 최적화
◆ ALD 공정을 이용한 HfO₂ 증착 및 Al, Zr 도핑 및 공정 온도, 열처리 공정에 따른 분극 특성 파악
■ HfO 유전막을 이용한 그래핀 소자 제작 조건 확립
◆ 진공 전사 조건에 따른 그래핀 소자 품질 최적화
◆ 강유전체 또는 반강유전체 HfO를 접목 시킨 그래핀 슈퍼스팁 소자 구현
■ 강유전체 기반 그래핀 FET 소자의 동작 메커니즘 규명
◆ Short pulse 분석을 통한 HfO 유전막을 이용한 그래핀 FET 소자의 슈퍼 스팁 스위칭 동작 메커니즘 규명
◆ 실제 소자 분석을 이용한 compact model 구현
2. 다중 V_th 형성을 위한 강유전체 또는 반강유전체 HfO 박막 적층 및 소자 제작
■ 다중 V_th 형성을 위한 강유전체 또는 반강유전체 HfO 박막 적층 구조 최적화
◆ 강유전체 게이트 절연막의 다중 V_th 구현을 위한 적층 구조 최적화
◆ 특성이 다른 강유전체의 적층 구조, 강유전체와 반강유전체의 적층 구조 등을 통하여 다강유전성 구현 및 품질 최적화
■ 다중 V_th 기반의 2차원 FET 소자 제작 및 동작 메커니즘 분석
◆ 형성된 다강유전체 게이트 절연막을 이용한 다중 V_th 2차원 FET 소자 제작을 통해 실제 소자의 동작 특성분석 및 응용 분야 탐색
3. 4인치 수준의 다중 V_th 구조의 2차원 FET 소자를 이용한 멀티 로직 및 메모리 소자 제작
■ 다중 V_th를 갖는 멀티 로직 회로 구현
◆ 강유전체의 슈퍼 스팁 동작 특성을 이용한 2차원 멀티레벨 FET 소자 제작 및 전기적 분석
■ 다중 V_th를 갖는 멀티 메모리 소자 구현
◆ 강유전체의 메모리 동작 특성을 이용한 2차원 멀티레벨 FET 소자 제작 및 전기적 분석
■ CMOS 호환 가능한 4인치급 대면적 소자 구현
◆ Wafer scale의 멀티 로직-인-메모리 회로 구현

연구개발성과
논문 2편 개제(Advanced Electronic Materials, Nanomaterials)

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
- 강유전체/반강유전체 박막 형성과 관련하여 다양한 과제에 활용하여 추가 과제 제시(2023년도 창의도전 과제 선정)
- 강유전체/반강유전체 적층 구조(MPB) 특성 확보를 통한 고유전 박막 특성 확보를 통한 추가 연구 가능
- 연구 성과 추가 도출을 위한 논문 작성 중
- 기대효과:　강유전체 HfO₂는 아직까지 많은 연구가 필요하며 상용화 단계는 아니지만 연구의 필요성 부분에서 제시한 바와 같이 메모리 소자로 활용될 가능성이 매우 높으며 슈퍼 스팁 소자 동작을 통한 소모전력 감소를 통해 CMOS 소자에 적용시켜 소자 특성의 향상을 이룰 수 있음

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• (1) 연구목표 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 연구개발 수행 과정 및 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 9
• 1) 연구수행 결과 ... 9
• 2) 목표 달성 수준 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 10
• 5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 10
• 1) 연구성과 ... 10
• 2) 연구성과 활용계획 ... 11
• 끝페이지 ... 11