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소오스(20) 및 드레인(21) 사이에 나노 스케일의 채널영역이 구성된 기판 및 상기 채널영역에 양자점을 포함하는 단전자 소자에 있어서,
상기 채널영역에 직교하며, 상기 채널영역의 일측 방향으로 형성되어 쿨롱진동의 위상을 변화시켜주는 측면게이트(22);
상기 측면게이트(22) 상에 성층된 게이트 산화막층(13);
상기 채널영역에 직교하며, 상기 채널영역의 타측 방향으로 형성되어 상기 채널영역에 흐르는 전류를 제어하는 콘트롤게이트(30); 및
상기 게이트 산화막층(13) 상에 형성된 복수 개의 상부게이트들(31a, 31b, 31c);을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중게이트 단전자 소자
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제 1항에 있어서,
상기 복수 개의 상부게이트들(31a, 31b, 31c)은 동일한 간격으로 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 다중게이트 단전자 소자
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 복수 개의 상부게이트들(31a, 31b, 31c)은,
상기 채널영역에 근접하게 형성되고, 소정의 선폭을 갖는 제1상부게이트(31a)와;
상기 채널영역과 멀어지는 방향으로 형성되고, 상기 제1상부게이트의 선폭의 n배(n은 2이상의 자연수)의 선폭을 갖는 제n상부게이트들;을 포함하며,
상기 n은 2이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 다중게이트 단전자 소자
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 복수 개의 상부게이트들(31a, 31b, 31c)은 상기 측면게이트(22)와 직교하는 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 다중게이트 단전자 소자
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소오스(20) 및 드레인(21) 사이에 나노 스케일의 채널영역이 구성된 기판 및 상기 채널영역에 양자점을 포함하는 단전자 메모리 소자의 제조방법에 있어서,
하부실리콘층(12), 절연막(11) 및 상부실리콘층(10)으로 이루어진 기판의 상기 상부실리콘층(10)을 식각하여 채널영역, 소오스(20) 영역, 드레인(21) 영역 및 측면게이트(22) 영역을 형성하는 영역형성단계(S10);
상기 채널영역 및 상기 측면게이트(22) 영역의 일부 상에 게이트 산화막층(13)을 성막하는 게이트 산화막층 성층단계(S20);
상기 측면게이트(22) 영역과 대향되는 측에 콘트롤게이트(30) 영역을 형성하는 콘트롤게이트 영역형성단계(S30);
상기 소오스(20) 영역, 드레인(21) 영역, 측면게이트(22) 영역, 콘트롤게이트(30) 영역에 불순물을 주입하는 도핑단계(S40);
불순물이 함유된 폴리 실리콘층을 저압화학기상증착 방식으로 성층하고, 전자빔 리소그래피 또는 포토 리소그래피를 이용하여 상부게이트 영역의 패턴을 형성하고, 상기 패턴에 따라 반응성 이온 식각 방식을 이용하여 선폭이 서로 다른 복수개의 상부게이트(31a, 31b, 31c) 층을 형성하는 상부게이트 영역형성단계(S50);
상기 소오스(20) 영역, 드레인(21) 영역, 측면게이트(22) 영역, 콘트롤게이트(30) 영역 및 복수 개의 상부게이트(31a, 31b, 31c) 영역의 일부를 식각하여 콘택홀을 형성하는 콘택홀 형성단계(S60); 및
상기 콘택홀이 매립되도록 금속막을 증착하는 금속패드 형성단계(S70);로 구성된 것을 특징으로 하는 단전자 소자의 제조방법
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제 6항에 있어서,
상기 영역형성단계(S10)는,
전자빔 리소그래피 또는 포토 리소그래피를 이용하여 소정의 패턴을 형성하는 제1패턴형성단계(S12); 및
상기 패턴에 따라 식각하여 상기 소오스(20) 영역, 드레인(21) 영역, 채널영역 및 측면게이트(22) 영역을 형성하는 제1식각단계(S14);로 구성되는 것을 특징으로 하는 단전자 소자의 제조방법
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제 7항에 있어서,
상기 제1식각단계(S14)는 반응성 이온식각을 이용하는 것을 특징으로 하는 단전자 소자의 제조방법
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제 6항에 있어서,
상기 게이트 산화막층(13) 성층단계(S20)는 실리콘 산화막을 열산화 공정으로 성층하는 것을 특징으로 하는 단전자 소자의 제조방법
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제 6항에 있어서,
상기 콘트롤게이트(30) 영역형성단계(S30)는 폴리실리콘층을 저압화학기상증착 방식으로 성층하여 형성하는 것을 특징으로 하는 단전자 소자의 제조방법
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제 3 항에 있어서,
상기 복수 개의 상부게이트들(31a, 31b, 31c)은 상기 측면게이트(22)와 직교하는 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 다중게이트 단전자 소자
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