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Si-기판에 작성한 고속양공 p-채널 Ge-트랜지스터 구조

전문가 제언: ○ 한 종류의 분자가 다른 종류의 분자와 적당한 조건에서 결정을 형성할 때에 한 분자가 터널 형, 층상 또는 바구니 꼴과 같은 망상구조를 이루고 그 틈 사이로 다른 분자가 끼어 들어간 구조가 생길 수 있다. 결정성장에서는 드물게 나타나는 현상이나 인위적으로는 결정의 물성을 변화시킬 목적으로 연구실에서 실험을 오래전부터 수행하고 있다.

○ 삼극진공관의 그리드 플레이트 역할을 하는 트랜지스터에 게르마늄이나 실리콘반도체를 사용한다. 전기신호의 증폭발진을 하는 검파기소자로서의 기능을 한다. 구조에 따라 점접촉, 또는 접합 형이 있다. 진공관에 비하여 소형이고 히터가 필요 없으며 구조가 간단하다. 수명이 길지만 잡음이 흠이다.

○ 발명의 내용은 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 디바이스이다. 일종의 논리회로에 대하여 소개하고 있다. 금속과 반도체사이에 산화물 절연체를 삽입한 트랜지스터의 모방이다. 반도체와 산화물 경계면 부근의 캐리어 밀도분포는 금속과 반도체 사이의 전위차에 의존한다. MOS 트랜지스터는 집적회로를 만드는 데 적합하기 때문에 메모리-마이크로프로세서에 널리 쓰인다.

○ 반도체 Si의 전기음성도는 1.8, 전자배열은 3s2, 3p6, 3d0, Ge의 전기음성도는 1.7, 전자배열은 4s2, 4p2, 4d0, 4f0이다. Si원자의 M(3)궤도에는 전자가 채워질 장소가 Ge원자의 N(4)궤도보다 훨씬 적다. Si를 Ge와 조합할 때 Ge를 양공 p-채널로 정의하는 것은 좋으나 전기음성도의 차이가 불과 0.1 정도이기 때문에 Ge를 p-채널로 단정하기는 어렵다.

○ 설계의 기본은 기존의 트랜지스터 구조와 별다른 점이 없다. Si 기판과 Ge 사이에 GaAs 반도체의 핵형성층, 완충층, 장벽층 등으로 구분하여 박막을 증착한다. 박막의 두께에 의하여 원하는 장치의 물성이 얻어지게 된다. 제작방법이 간편하다. 그러나 박막을 소정의 두께로 만드는 것이 어려울 것으로 본다.

저자: Hudatt, et al.
자료유형: 특허정보