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홈이 형성된 기판; 상기 홈 내부에 형성되며 외부로부터 전압이 인가되는 게이트 전극;상기 게이트 전극과 접촉을 이루며 상기 홈 내부에 형성되는 유전체층;상기 유전체층의 상부면과 접촉되며 상기 홈 부분에 걸쳐지도록 상기 기판의 상부면에 형성되는 그라핀층;상기 그라핀층의 일부분에 증착되며 외부로부터 투입되는 수소와 반응하여 전자를 방출시키는 팔라듐층;상기 그라핀층의 양단과 각각 연결되도록 상기 기판 위에 적층되는 소스 전극과 드레인 전극; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
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제1항에 있어서, 상기 홈은 2개가 구비되어 서로 일정 간격을 이루며 이격 형성되고, 상기 팔라듐층은 상기 2개의 홈 중 어느 일측 홈의 상부에 위치된 그라핀층 영역상에 증착 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자
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제1항에 있어서, 상기 홈은 3개가 구비되어 서로 일정 간격을 이루며 이격 형성되고, 상기 팔라듐층은 상기 3개의 홈 중 중앙부 홈의 상부에 위치된 그라핀층 영역상에 증착 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자
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제1항에 있어서, 상기 홈은 3개가 구비되어 서로 일정 간격을 이루며 이격 형성되고, 상기 팔라듐층은 상기 3개의 홈 중 양쪽 2개의 홈의 상부에 위치된 그라핀층 영역상에 각각 증착 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자
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제1항에 있어서, 상기 팔라듐층과 반응하는 수소의 농도는 0 보다 크고 200ppm 이하의 범위 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
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제1항에 있어서, 상기 반도체 소자는 50ppm 이상의 수소 농도 환경에 노출된 상태에서 동작되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
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제1항에 있어서, 상기 팔라듐층으로의 수소 투입은 질량유량계(MFC; Mass Flow Controller)를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
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제1항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 산화막이 형성된 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 반도체 소자
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제1항에 있어서, 상기 소스, 드레인, 게이트 전극은 금(Au)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자
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(a) 기판에 홈을 형성한 후 상기 홈 내부에 게이트 전극과 유전체를 순차적으로 적층하는 단계;(b) 상기 유전체의 상부면과 접촉되도록 기판 위에 그라핀을 도포하는 단계;(c) 상기 도포된 그라핀을 리소그라피 공정을 이용하여 원하는 모양으로 패터닝하는 단계;(d) 상기 패터닝된 그라핀의 일부분에 팔라듐이 코팅될 수 있도록 기판 위에 포토레지스트를 도포한 후 리소그라피 공정을 통해 패터닝하는 단계;(e) 상기 패터닝된 포토레지스트 위에 팔라듐을 증착하여 그라핀의 일부분에 팔라듐을 코팅하는 단계;(f) 상기 그라핀의 일부분에 코팅된 팔라듐을 제외한 모든 포토레지스트와 팔라듐을 제거하는 단계;(g) 상기 그라핀의 양쪽에 연결되도록 소스 전극과 드레인 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법
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제10항에 있어서, 상기 (b)단계의 전 단계로서, 상기 유전체의 상부면과 기판의 상부면을 폴리싱(polishing) 공정을 통해 평평하게 가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법
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제10항에 있어서, 상기 (b)단계에서 상기 그라핀의 도포는 화학기상증착(CVD) 방법을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법
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제10항에 있어서, 상기 (b)단계의 상기 그라핀의 도포는 그라핀 옥사이드(graphene oxide)의 스핀코팅(spin coating) 공정을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법
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제10항에 있어서, 상기 (f)단계는 리프트 오프(Lift-off) 공정을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법
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제10항의 반도체 소자 제조방법을 통해 제조된 가스센서
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