Sub-um SOI-MOSEFET 제작 및 양자효과: SOL 단전자 터널링 트랜지스터 제작 기반 연구

Abstract

SOI(silicon-on-insulator) 단전자터널링 트랜지스터 제작을 위한 기반연구로서 SIMOX(separation by implanted oxygen) 기판을 사용, KAIST SOI 표준공정과 e-beam 나노패터닝에 의해 0.6um의 전자전도채널 길이를 갖는 sub-um SOI-MOSFET을 제작하였다. 강자장 10T, 저온 1.5K까지 수행된 자기수송 실험에서 SdH 양자자기진동을 측정하였는데 Vg=3V 이상에서 나타나기 시작, 게이트전압이 증가할수록 진동이 고자기장 방향으로 단조적으로 이동함을 보였으며 15K 이상의 온도에서는 진폭이 거의 사라졌다. 측정 결과는 Landau 준위 fan diagram 계산에 의해 정량적으로 분석, gate oxide/SOI 계면에 형성된 반전층의 2차원 전자에너지부띠 양자화를 입증하였다. 실험결과는 게이트에 의해 제어되는 SOI 단전자 소자 제작에 필수적으로 선행되어야 하는 우수한 양자화특성을 갖는 2차원전자가스 운반자저장고 형성의 기초를 제공할 수 있다.