KR101186574B1 - method of forming channel layer in electric device and method of manufacturing electric device using the same - Google Patents
method of forming channel layer in electric device and method of manufacturing electric device using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101186574B1 KR101186574B1 KR1020100030395A KR20100030395A KR101186574B1 KR 101186574 B1 KR101186574 B1 KR 101186574B1 KR 1020100030395 A KR1020100030395 A KR 1020100030395A KR 20100030395 A KR20100030395 A KR 20100030395A KR 101186574 B1 KR101186574 B1 KR 101186574B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- metal
- electrode layer
- insulating layer
- conductive substrate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 125
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 37
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 268
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 268
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 204
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims abstract description 85
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims abstract description 58
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims abstract description 39
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 53
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 39
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 29
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 25
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 23
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 19
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 11
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 8
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 6
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims description 6
- 125000003396 thiol group Chemical class [H]S* 0.000 claims description 6
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 571
- 239000010408 film Substances 0.000 description 40
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 34
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 20
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 19
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 18
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 13
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 13
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 9
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 7
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005689 Fowler Nordheim tunneling Effects 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 3
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 2
- SPPCQWREVYSZTJ-UHFFFAOYSA-L S(=O)(=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[Pt+2][N+](=O)[O-] Chemical compound S(=O)(=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[Pt+2][N+](=O)[O-] SPPCQWREVYSZTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011982 device technology Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- FDWREHZXQUYJFJ-UHFFFAOYSA-M gold monochloride Chemical compound [Cl-].[Au+] FDWREHZXQUYJFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- -1 metal nitride Chemical class 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- SSVFCHUBLIJAMI-UHFFFAOYSA-N platinum;hydrochloride Chemical compound Cl.[Pt] SSVFCHUBLIJAMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKYKDTASGNKRBU-UHFFFAOYSA-N undecanethioic s-acid Chemical compound CCCCCCCCCCC(S)=O QKYKDTASGNKRBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78696—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the structure of the channel, e.g. multichannel, transverse or longitudinal shape, length or width, doping structure, or the overlap or alignment between the channel and the gate, the source or the drain, or the contacting structure of the channel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/0405—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising semiconducting carbon, e.g. diamond, diamond-like carbon
- H01L21/041—Making n- or p-doped regions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/34—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/46—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428
- H01L21/461—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/4763—Deposition of non-insulating, e.g. conductive -, resistive -, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
Abstract
일 실시 예에 따르는 전기소자의 채널층 형성 방법이 개시된다. 먼저, 절연층을 상부에 구비하는 전도성 기판을 제공한다. 상기 전도성 기판과 도금 대상인 금속을 전극으로 사용하여 전해질 용액 내에서 전기도금을 실시한다. 이때, 상기 전도성 기판으로부터 상기 절연층을 통과하는 터널링 전류가 제공하는 전자와 상기 전해질 용액 내의 상기 금속의 이온이 결합함으로써 상기 절연층 상에 금속 채널층이 형성된다.Disclosed is a method of forming a channel layer of an electric device, according to an embodiment. First, a conductive substrate having an insulating layer thereon is provided. Electroplating is performed in an electrolyte solution using the conductive substrate and the metal to be plated as electrodes. In this case, a metal channel layer is formed on the insulating layer by combining electrons provided by the tunneling current passing through the insulating layer from the conductive substrate with ions of the metal in the electrolyte solution.
Description
본 출원은 대체로 전기소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기소자의 채널층 형성 방법 및 이를 이용하는 전기소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present application relates generally to a method of manufacturing an electric device, and more particularly, to a channel layer forming method of an electric device and a method of manufacturing the electric device using the same.
전기소자 기술, 일례로서, 반도체 소자 기술은 현재까지 괄목할 발전을 이루어왔다. 구체적으로, DRAM과 같은 고집적도를 요구하는 메모리 소자는 보다 작은 피쳐 크기(feature size)를 갖는 능동 및 수동 소자를 요구하여 왔으며, 반도체 소자 및 공정 기술은 이에 부응하여 피쳐 크기를 축소시켜 왔다. Electrical device technology, as an example, semiconductor device technology has made significant progress to date. In particular, memory devices that require high integration, such as DRAM, have required active and passive devices with smaller feature sizes, and semiconductor devices and process technologies have responded to shrinking feature sizes.
하지만, 트랜지스터 소자에서 50nm 이하의 길이를 갖는 채널층을 구현하는 경우, 단채널 효과가 발생하여 소자 구현에 어려움을 겪고 있다. 현재까지는 채널층의 도핑 농도를 높여 이를 일시적으로 해결하고 있으나, 피쳐 크기가 보다 감소하게 되는 경우에는 근원적으로 해결할 필요가 대두되고 있다. 일부의 연구는, 트랜지스터의 게이트 아래 채널 영역이 움푹 들어간 형태를 지닌 RCAT (Recess Channel Array Transistor) 소자를 제안하여 유효 게이트 길이를 늘이거나, 상기 RCAT에 비해 문턱전압을 보다 낮출 수 있는 SRCAT (Spherical Recess Channel Array Transisor) 소자를 제안하였다. 다른 일부의 연구는, 수직으로 세워진 소스와 드레인 사이의 채널을 게이트가 전부 감싼 형태인 수직 트랜지스터를 제안하였다. 이와 같이, 트랜지스터의 구조 변경을 통해 단채널 효과를 극복하고자 하나, 제조 공정이 복잡하다는 어려움을 가지고 있다.However, when a channel layer having a length of 50 nm or less is implemented in a transistor device, a short channel effect occurs and thus the device implementation is difficult. Up to now, this is temporarily solved by increasing the doping concentration of the channel layer, but when the feature size is further reduced, there is a need for a fundamental solution. Some studies have proposed a Recess Channel Array Transistor (RCAT) device with a recessed channel region under the gate of a transistor to increase the effective gate length or lower the threshold voltage compared to the RCAT. Channel Array Transisor) device is proposed. Some other work suggests a vertical transistor in which the gate is completely wrapped around the channel between the vertically oriented source and drain. As described above, the short channel effect is overcome by changing the structure of the transistor, but the manufacturing process is complicated.
최근에는 이러한 피쳐 사이즈 감소에 따른 트랜지스터의 성능 열화를 극복하기 위한 방법으로서, 금속 채널층을 가지는 트랜지스터 구조가 제안되고 있다. 상기 트랜지스터의 채널층을 금속으로 형성함으로써, 채널층에서의 전하의 이동도를 개선시키고 이에 따라 단채널 효과에 의해 야기되는 누설 전류 발생을 감소시킬 수 있다. 이와 같이, 상기 금속 채널층을 구비하는 트랜지스터 구조에 대한 관심이 높아질수록, 상기 금속 채널층 트랜지스터를 신뢰성 있게 제조할 수 있는 방법에 대한 연구도 함께 요청되고 있는 상황이다.Recently, a transistor structure having a metal channel layer has been proposed as a method for overcoming the performance degradation of transistors due to such feature size reduction. By forming the channel layer of the transistor with a metal, it is possible to improve the mobility of charge in the channel layer and thus to reduce the leakage current caused by the short channel effect. As such, as the interest in the transistor structure including the metal channel layer increases, research on a method of manufacturing the metal channel layer transistor with reliability is also requested.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 충분히 작은 길이, 폭 및 두께를 가지는 금속 채널층을 전기소자 내에서 형성하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method of forming a metal channel layer in an electrical device having a sufficiently small length, width and thickness.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 충분히 작은 길이, 폭 및 두께를 가지는 금속 채널층을 포함하는 전기소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing an electric device including a metal channel layer having a sufficiently small length, width and thickness.
상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 일 측면에 따른 전기소자의 채널층 형성 방법이 제공된다. 상기 전기소자의 채널층 형성 방법에 있어서, 우선 절연층을 상부에 구비하는 전도성 기판을 제공한다. 상기 전도성 기판과 도금 대상인 금속을 전극으로 사용하여 전해질 용액 내에서 전기도금을 실시한다. 이때, 상기 전도성 기판으로부터 상기 절연층을 통과하는 터널링 전류가 제공하는 전자와 상기 전해질 용액 내의 상기 금속의 이온이 결합함으로써 상기 절연층 상에 금속 채널층이 형성된다.Provided is a method of forming a channel layer of an electric device according to an aspect of the present application for achieving the above technical problem. In the method for forming a channel layer of the electric device, a conductive substrate having an insulating layer thereon is first provided. Electroplating is performed in an electrolyte solution using the conductive substrate and the metal to be plated as electrodes. In this case, a metal channel layer is formed on the insulating layer by combining electrons provided by the tunneling current passing through the insulating layer from the conductive substrate with ions of the metal in the electrolyte solution.
일 실시 예에 의하면, 상기 금속은 금, 은, 백금, 알루미늄, 납, 하프늄, 탄탈륨, 타이타늄, 구리, 주석 또는 팔라듐일 수 있다.According to one embodiment, the metal may be gold, silver, platinum, aluminum, lead, hafnium, tantalum, titanium, copper, tin or palladium.
다른 실시 예에 의하면, 상기 전기도금을 실시하는 공정에 있어서, 상기 전해질 용액 내에서 상기 금속이 양의 극성을 가지고 상기 전도성 기판이 음의 극성을 가지도록 전압을 인가할 수 있다.According to another embodiment, in the step of performing the electroplating, a voltage may be applied such that the metal has a positive polarity and the conductive substrate has a negative polarity in the electrolyte solution.
또 다른 실시 예에 의하면, 상기 전기도금을 실시하는 공정에 있어서, 상기 전해질 용액은 표면활성제를 포함하고, 상기 표면활성제는 상기 절연층 상에 원자층 단위의 상기 금속 채널층이 형성되도록 할 수 있다.In another embodiment, in the electroplating, the electrolyte solution may include a surface active agent, and the surface active agent may allow the metal channel layer in atomic layer units to be formed on the insulating layer. .
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 다른 측면에 따른 전기소자의 제조방법이 제공된다. 상기 전기소자의 제조방법에 있어서, 우선 전도성 기판 상에 절연층을 형성한다. 상기 절연층 상에 소스 전극층 및 드레인 전극층을 서로 이격하도록 형성한다. 상기 절연층, 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층을 포함하는 상기 전도성 기판을 전해질 용액에 담근다. 상기 전도성 기판과 도금 대상인 금속을 각각 전극으로 사용하여 전기도금을 실시한다. 이때, 상기 전도성 기판으로부터 상기 절연층을 통과하는 터널링 전류의 전자와 상기 전해질 용액 내의 상기 금속의 이온이 결합함으로써 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층 사이에 금속 채널층이 형성된다.Provided is a method of manufacturing an electrical device according to another aspect of the present application for achieving the above technical problem. In the method of manufacturing the electric element, an insulating layer is first formed on a conductive substrate. The source electrode layer and the drain electrode layer are formed on the insulating layer to be spaced apart from each other. The conductive substrate including the insulating layer, the source electrode layer, and the drain electrode layer is dipped in an electrolyte solution. Electroplating is performed using the conductive substrate and the metal to be plated as electrodes. In this case, a metal channel layer is formed between the source electrode layer and the drain electrode layer by combining electrons of the tunneling current passing through the insulating layer from the conductive substrate with ions of the metal in the electrolyte solution.
일 실시 예에 의하면, 상기 전기도금을 실시하는 단계는 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층 사이에 전압을 인가하고, 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층 사이에 흐르는 전류를 측정하여 상기 채널 금속층을 형성하는 상기 전기도금 공정의 완료 여부를 결정할 수 있다.In some embodiments, the electroplating may include applying an electric voltage between the source electrode layer and the drain electrode layer and measuring a current flowing between the source electrode layer and the drain electrode layer to form the channel metal layer. It may be determined whether the plating process is completed.
다른 실시 예에 의하면, 상기 전기소자의 제조방법은 상기 채널 금속층 상에 상부 게이트 유전막을 형성하는 공정과 상기 상부 게이트 유전막 상에 상부 게이트 전극층을 형성하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.According to another embodiment, the method of manufacturing the electric device may further include forming an upper gate dielectric layer on the channel metal layer and forming an upper gate electrode layer on the upper gate dielectric layer.
또 다른 실시 예에 의하면, 상기 전해질 용액은 표면 활성제를 포함하고, 상기 표면활성제는 상기 절연층 상에 원자층 단위의 상기 채널 금속층이 형성되도록 할 수 있다.According to another embodiment, the electrolyte solution may include a surface active agent, and the surface active agent may allow the channel metal layer in atomic layer units to be formed on the insulating layer.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 또 다른 측면에 따른 전기소자의 제조 방법이 제공된다. 상기 전기소자의 제조 방법에 있어서, 먼저, 전도성 기판 상에 절연층을 형성한다. 상기 절연층 상에 소스 전극층 및 드레인 전극층을 서로 이격하도록 형성한다. 상기 절연층, 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층을 포함하는 상기 전도성 기판 상에 베이스 금속층을 형성한다. 상기 전도성 기판 상에 포토레지스트를 도포하고, 리소그래피 공정을 통하여 상기 베이스 금속층의 일부분을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 노출된 베이스 금속층의 상기 일부분을 제거하여 상기 절연층의 일부분을 노출시킨다. 전해질 용액 내에서 상기 전도성 기판과 도금 대상인 금속을 각각 전극으로 사용하여 전기도금을 실시한다. 이때, 상기 전도성 기판으로부터 상기 절연층을 통과하는 터널링 전류의 전자와 상기 전해질 용액 내의 상기 금속의 이온이 결합함으로써 상기 절연층의 상기 일부분 상에 금속 채널층이 형성된다.Provided is a method of manufacturing an electrical device according to another aspect of the present application for achieving the above technical problem. In the method of manufacturing the electric element, first, an insulating layer is formed on a conductive substrate. The source electrode layer and the drain electrode layer are formed on the insulating layer to be spaced apart from each other. A base metal layer is formed on the conductive substrate including the insulating layer, the source electrode layer, and the drain electrode layer. A photoresist is applied onto the conductive substrate and a photoresist pattern is formed to expose a portion of the base metal layer through a lithography process. The portion of the exposed base metal layer is removed to expose a portion of the insulating layer. Electroplating is performed using the conductive substrate and the metal to be plated as electrodes in an electrolyte solution. In this case, a metal channel layer is formed on the portion of the insulating layer by combining electrons of the tunneling current passing through the insulating layer from the conductive substrate and ions of the metal in the electrolyte solution.
일 실시 예에 의하면, 상기 포토레지스트 패턴은 상기 전기도금에 의해 형성되는 상기 금속 채널층의 길이 및 폭을 결정할 수 있다.According to one embodiment, the photoresist pattern may determine the length and width of the metal channel layer formed by the electroplating.
다른 실시 예에 의하면, 상기 노출된 베이스 금속층의 상기 일부분을 제거하는 공정에 있어서, 먼저 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 전도성 기판에 전해질 용액을 제공할 수 있다. 그리고, 상기 전해질 용액과 상기 전도성 기판에 전압을 인가하여 상기 전해질 용액을 전기 분해할 수 있다. 이때, 상기 노출된 베이스 금속층의 금속이 상기 전기 분해의 산화 반응에 의해 상기 전해질 용액 내로 이온화됨으로써 상기 노출된 베이스 금속층의 상기 일부분이 식각될 수 있다.In another embodiment, in the process of removing the portion of the exposed base metal layer, an electrolyte solution may be first provided to the conductive substrate on which the photoresist pattern is formed. The electrolyte solution may be electrolyzed by applying a voltage to the electrolyte solution and the conductive substrate. In this case, the part of the exposed base metal layer may be etched by ionizing the metal of the exposed base metal layer into the electrolyte solution by the oxidation reaction of the electrolysis.
또 다른 실시 예에 의하면, 상기 전기도금을 실시하는 공정에 있어서, 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층 사이에 전압을 인가하고, 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층 사이에 흐르는 전류를 측정하여 상기 금속 채널층을 형성하는 상기 전기도금 공정의 완료 여부를 결정할 수 있다.In another embodiment, in the electroplating, a voltage is applied between the source electrode layer and the drain electrode layer, and a current flowing between the source electrode layer and the drain electrode layer is measured to determine the metal channel layer. It may be determined whether the electroplating process to be formed is completed.
또 다른 실시 예에 의하면, 상기 전기소자의 제조 방법은 상기 금속 채널층 상에 상부 게이트 유전막을 형성하는 공정 및 상기 상부 게이트 유전막 상에 상부 게이트 전극층을 형성하는 공정을 추가적으로 포함할 수 있다.According to another embodiment, the method of manufacturing the electric device may further include forming an upper gate dielectric layer on the metal channel layer and forming an upper gate electrode layer on the upper gate dielectric layer.
또 다른 실시 예에 의하면, 상기 전기도금을 실시하는 공정에 있어서, 상기 전해질 용액은 표면활성제를 포함하고, 상기 표면활성제는 상기 절연층 상에 원자층 단위의 상기 금속 채널층이 형성되도록 할 수 있다.In another embodiment, in the electroplating, the electrolyte solution may include a surface active agent, and the surface active agent may allow the metal channel layer in atomic layer units to be formed on the insulating layer. .
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 또 다른 측면에 따른 전기소자가 제공된다. 상기 전기소자는 게이트 전극층을 내부에 포함하는 기판, 상기 기판 상에 위치하는 게이트 절연층, 상기 게이트 절연층 상에서 서로 이격하여 배치되는 소스 전극층 및 드레인 전극층, 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층으로부터 각각 확장되어 서로 마주보도록 배치되는 소스 확장층 및 드레인 확장층 및 상기 소스 확장층 및 드레인 확장층 사이에 배치되는 전기도금된 금속 채널층을 포함한다. According to another aspect of the present application for achieving the above technical problem is provided an electric device. The electric device is extended from a substrate including a gate electrode layer therein, a gate insulating layer positioned on the substrate, a source electrode layer and a drain electrode layer spaced apart from each other on the gate insulating layer, and the source electrode layer and the drain electrode layer, respectively. A source extension layer and a drain extension layer disposed to face each other and an electroplated metal channel layer disposed between the source extension layer and the drain extension layer.
일 실시 예에 의하면, 상기 소스 확장층, 상기 드레인 확장층 및 상기 금속 채널층은 동일한 금속으로 이루어질 수 있다.In example embodiments, the source extension layer, the drain extension layer, and the metal channel layer may be made of the same metal.
본 출원에 의하면, 터널링 전류를 이용하는 전기도금법을 적용함으로써, 충분히 얇은 두께를 가지는 금속 채널층을 형성할 수 있다. According to the present application, by applying the electroplating method using the tunneling current, it is possible to form a metal channel layer having a sufficiently thin thickness.
그리고, 본 출원에 의하면, 전해질 용액의 전기분해법을 채널층 패터닝 방법에 적용하고, 터널링 전류에 의한 전기도금법을 금속 채널층 형성 방법으로 적용할 수 있다. 이로써, 업계에서 요구하는 충분히 작은 길이, 폭 및 두께의 금속 채널층을 갖는 전기소자를 제조할 수 있다.In addition, according to the present application, the electrolysis method of the electrolyte solution may be applied to the channel layer patterning method, and the electroplating method using the tunneling current may be applied to the metal channel layer forming method. This makes it possible to fabricate electrical devices having metal channel layers of sufficiently small length, width and thickness as required by the industry.
도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따른 전기소자의 모식도이다.
도 2는 본 출원의 다른 실시 예에 따른 전기소자의 모식도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 출원의 일 실시 예에 따른 전기소자의 채널층을 형성 방법을 설명하는 단면도이다.
도 4a 내지 4g는 본 출원의 일 실시 예에 따른 전기소자의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 5a 내지 5c는 본 출원의 다른 실시 예에 따른 전기소자의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 출원의 일 실시 예에 따른 전기소자의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 7a 내지 7c는 본 출원의 다른 실시 예에 따른 전기소자의 제조 방법을 설명하는 단면도이다. 1 is a schematic view of an electrical device according to an embodiment of the present application.
2 is a schematic view of an electrical device according to another embodiment of the present application.
3A to 3C are cross-sectional views illustrating a method of forming a channel layer of an electric device according to an embodiment of the present application.
4A to 4G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an electrical device according to an embodiment of the present application.
5A to 5C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an electrical device according to another embodiment of the present application.
6A to 6F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an electrical device according to an embodiment of the present application.
7A to 7C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an electrical device according to another embodiment of the present application.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 실시 예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 여러 층(또는 막) 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 상기 층(또는 막) 및 영역들의 폭이나 두께를 다소 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 또는 기판 위에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 또는 기판 위에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technology disclosed in the present application is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. However, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed contents are thorough and complete, and that the spirit of the present application is sufficiently conveyed to those skilled in the art. In the drawings, the width and thickness of the layers (or layers) and regions are slightly enlarged in order to clearly represent the various layers (or layers) and regions. When described in the drawings as a whole, at the point of view of the observer, and when one element is referred to as being positioned on another element or substrate, it may be said that the one element is placed directly on another element or substrate or an additional element may be interposed between them. It includes everything that it is. In addition, one of ordinary skill in the art may implement the spirit of the present application in various other forms without departing from the technical spirit of the present application. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout the several views.
도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따른 전기소자의 모식도이다. 도 1을 참조하면, 전기소자(100)는 게이트 전극층(130)을 포함하는 기판(110), 기판(110) 상에 배치되는 절연층(120), 절연층(120) 상에서 서로 이격하여 배치되는 소스 전극층(140) 및 드레인 전극층(150), 소스 전극층(140)과 드레인 전극층(150) 사이에 위치하는 금속 채널층(160)을 포함한다. 전기소자(100)는 일례로서, 스위칭 소자일 수 있다. 소스 전극층(140)과 드레인 전극층(150) 사이에 전압을 인가하여 금속 채널층(160)을 통해 전하를 전도시킬 수 있다. 게이트 전극층(130)에 인가되는 게이트 전압은, 금속 채널층(160)에 전기장을 형성하여 상기 전하의 이동을 제어할 수 있다. 전기소자(100)의 금속 채널층(160)은 수 nm 의 두께를 가질 때, MOS 전계 효과 트랜지스터의 채널층과 유사한 동작을 할 수 있다. 즉, 외부에서 인가되는 전압에 따라, 금속 채널층(160)에서는 공핍, 축적 및 반전 현상이 발생할 수 있으며, 이에 따라 전하를 가진 전자 또는 홀이 전도할 수 있다. 전기소자(100)은 일 예로서, 공핍(depletion) 모드로 작동하는 트랜지스터일 수 있다. 상기 트랜지스터의 턴-온 동작에 있어서, 소자 전극층(140)과 드레인 전극층(150) 사이에 소정의 전압이 인가될 때, 금속 채널층(160)을 따라 전하를 가진 전자 또는 홀이 전도할 수 있다. 상기 트랜지스터의 턴-오프 동작에 있어서, 게이트 전극층(130)에 소정의 게이트 전압이 인가될 때, 금속 채널층(160)에는 상기 전하의 공핍(depletion) 현상을 발생시키는 전기장이 형성될 수 있다. 이에 따라, 금속 채널층(160)을 따라 이동하는 상기 전자 또는 상기 홀은 차단될 수 있다. 전기소자(100)은 다른 예로서, 활성(enhancement) 모드로 작동하는 트랜지스터일 수 있다. 소자 전극층(140)과 드레인 전극층(150) 사이에 전압을 인가하는 것 만으로는 금속 채널층(160)을 따라 전자 또는 홀이 전도되지 않고 턴-오프 상태를 유지한다. 상기 트랜지스터의 턴-온 동작에 있어서, 게이트 전극층(130)에 소정의 게이트 전압을 인가할 때, 금속 채널층(160)에는 전하의 축적층 또는 반전층(inversion layer)이 형성되고, 상기 축적층 또는 상기 반전층을 따라 소스 전극층(140)과 드레인 전극층(150) 사이에서 상기 전자 또는 상기 홀이 이동할 수 있다. 그리고, 상기 트랜지스터의 턴-오프 동작에 있어서, 게이트 전극층(130)에 인가된 상기 소정의 게이트 전압을 제거함으로써, 금속 채널층(160)에 형성된 상기 축적층 또는 반전층이 제거될 수 있다. 이에 따라 소스 전극층(140)과 드레인 전극층(150) 사이에 흐르는 상기 전자 또는 홀을 차단할 수 있다. 이와 같이, 전기소자(100)는 스위칭 소자로 작동할 수 있다. 상술한 금속 채널층(160)을 이용하는 스위칭 소자의 이론에 관하여는, 일 예로서, 국제공개특허 WO 2005/093868 에 개시되어 있으며, 이는 본 출원의 내용의 일부를 구성한다.1 is a schematic view of an electrical device according to an embodiment of the present application. Referring to FIG. 1, the
전기소자(100)에 있어서, 기판(110)은 전도성 기판일 수 있다. 본 명세서에서, 전도성 기판이 의미하는 바는, 기판 전체가 전도성을 띠는 경우, 또는 기판 내에 형성된 전도성 패턴 또는 전도성 회로에 의해 기판의 일부분이 전도성을 띠는 경우 모두를 포함하는 것으로 정의할 수 있다. 기판(110)은 일 예로서, 도핑된 반도체 기판, 금속 기판, 전도성 금속 산화물 또는 전도성 폴리머 기판일 수 있다. 기판(110)은 다른 예로서, 절연성 기판 또는 반도체 기판 내에 전도성 패턴을 형성함으로써 제조될 수 있다. 상기 반도체 기판은 일 예로서, 실리콘, 게르마늄, 갈륨비소, 인듐인 등 일 수 있다. 상기 절연성 기판은 일 예로서, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 다이아몬드 등 일 수 있다.In the
기판(110)은 그 내부에 집적 회로(미도시)를 포함하여, 전기 신호를 송수신할 수 있다. 기판(110)은 게이트 전극층(130)을 포함할 수 있다. 게이트 전극층(130)은 외부로부터 게이트 전압을 인가받아, 금속 채널층(160)에 전기장을 형성할 수 있다. 상기 전기장은 금속 채널층(160)에서 상기 전하의 공핍(depletion), 축적(accumulation) 및 반전(inversion) 현상을 발생시킬 수 있다. 게이트 전극층(130)은 전도성 패턴으로 이루어질 수 있으며, 도핑된 반도체, 금속, 금속 규화물(metal silicide) 또는 전도성 금속 산화물로부터 형성될 수 있다. The
절연층(120)이 기판(110) 상에 배치된다. 절연층(120)은 게이트 전극층(130)에 대응하여 게이트 절연막으로서 기능할 수 있다. 절연층(120)은 일 예로서, 실리콘 산화막, 실리콘 질화산화막, 실리콘 질화막, 하프늄 산화막, 탄탈륨 산화막, 타이타늄 산화막 또는 알루미늄 산화막으로 형성될 수 있다. 일례로서, 기판(110)이 실리콘 재질인 경우, 절연층(120)은 열산화법에 의해 실리콘을 산화시켜 형성되는 실리콘 산화막일 수 있다. 절연층(120)은 일 예로서, 10Å 내지 200Å의 두께를 가질 수 있다.The insulating
소스 전극층(140) 및 드레인 전극층(150)이 절연층(120) 상에서 서로 이격되어 배치된다. 소스 전극층(140) 및 드레인 전극층(150)은 외부로부터 소스 전극층(140) 및 드레인 전극층(150) 사이에 전압이 인가될 때, 금속 채널층(160)을 따라 이동하는 전자 또는 홀을 제공하거나 수신하는 기능을 한다. 소스 전극층(140) 및 드레인 전극층(150)은 전도성 패턴으로 형성되며, 일 예로서, 도핑된 반도체, 금속, 금속 규화물(metal silicide) 또는 전도성 금속 산화물로부터 형성될 수 있다.The
금속 채널층(160)이 소스 전극층(140) 및 드레인 전극층(150) 사이에 배치된다. 금속 채널층(160)은 일 예로서, 금, 은, 백금, 알루미늄, 납, 하프늄, 탄탈륨, 타이타늄, 구리, 주석 또는 팔라듐 으로부터 형성될 수 있다. 금속 채널층(160)은 일 예로서, 한 층 이상의 금속 원자층을 포함할 수 있으며, 약 5Å 이상의 두께를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자를 전도시키는 공핍 모드의 트랜지스터의 경우, 게이트 전극층(130)에 소정의 음의 전압을 인가함으로써, 금속 채널층(160)에 전하를 띤 전자의 공핍을 발생시킬 수 있다. 따라서, 소스 전극층(140) 및 드레인 전극층(150) 사이에 소정의 전압이 인가되더라도, 전자는 소스 전극층(140) 및 드레인 전극층(150) 사이에서 전도하지 못한다. 다른 실시 예에 따르면, 전자를 전도시키는 활성 모드의 트랜지스터의 경우, 게이트 전극층(130)에 소정의 양의 전압을 인가함으로써, 금속 채널층(160)에 전하를 띤 전자의 축적 또는 반전을 발생시킬 수 있다. 따라서, 소스 전극층(140) 및 드레인 전극층(150) 사이에 소정의 전압이 인가되는 경우, 전자는 소스 전극층(140) 및 드레인 전극층(150) 사이에서 전도할 수 있다. 다른 실시 예로서, 금속 채널층 내부에 존재하는 홀이 전하를 이동시키는 동작의 트랜지스터도 상술한 상기 방법과 실질적으로 동일한 공핍 모드 및 활성 모드로서 작동할 수 있다. 금속을 채널층으로 사용하는 스위칭 소자의 구동에 관하여는 일 예로서, 국제공개특허 WO 2005/093868 에 개시되어 있으며, 이는 본 출원의 내용의 일부를 구성한다.The
도 2는 본 출원의 다른 실시 예에 따른 전기소자의 모식도이다. 도 2를 참조하면, 전기소자(200)는 기판(210), 기판(210) 상에 배치되는 절연층(220), 절연층(220) 상에서 서로 이격하여 배치되는 소스 전극층(240) 및 드레인 전극층(250), 소스 전극층(240)과 드레인 전극층(250) 사이에 위치하는 금속 채널층(260)을 포함한다. 그리고, 전기소자(200)는 금속 채널층(260) 상에 배치되는 상부 절연층(225) 및 상부 게이트 전극층(230)을 포함한다.2 is a schematic view of an electrical device according to another embodiment of the present application. Referring to FIG. 2, the
기판(210)은 전도성 기판일 수 있으며, 그 내부에 집적 회로(미도시)를 포함하여 전기 신호를 송수신할 수 있다. 도 1의 전기소자(100)과 대비하여, 전기소자(200)는 금속 채널층(160) 아래에 배치되는 게이트 전극층(130) 대신에 금속 채널층(260) 상부에 배치되는 상부 절연층(225) 및 상부 게이트 전극층(230)을 포함한다. 이를 제외하고는 전기소자(200)은 전기소자(100)과 대응하는 구성요소가 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복을 피하기 위하여 상세한 설명은 생략하기로 한다.The
다른 몇몇 실시예들에 의하면, 전기소자(200)은 소스 전극층(240) 및 드레인 전극층(250) 사이에 위치하는 절연층(220) 아래의 기판(210)에 배치되는 하부 게이트 전극층(미도시)을 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 하부 게이트 전극층은 도 1의 게이트 전극층(130)과 실질적으로 동일한 위치에서 실질적으로 동일한 작용을 할 수 있다. 이로서, 전기소자(200)는 상기 하부 게이트 전극층 및 상부 게이트 전극층(230)을 이용하여 금속 채널층(260)에 전기장을 인가할 수 있다. 상술한 바와 같이, 전기소자가 금속 채널층(160, 260)을 채용하는 경우, 금속 채널층(160, 260)을 통해 이동하는 전자 또는 홀의 전도도가 개선되며, 이로서, 상기 스위칭 소자의 크기가 축소되면서 발생하는 단채널효과(short channel effect) 문제 및 휴지 상태에서 증가되는 누설전류 문제를 억제할 수 있는 장점이 있다.
According to some other embodiments, the
이하에서는 본 출원의 실시예들에 의한 전기소자의 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다.
Hereinafter, a method of manufacturing an electric device according to embodiments of the present application will be described.
도 3a 내지 도 3c는 본 출원의 일 실시 예에 따른 전기소자의 채널층을 형성 방법을 설명하는 단면도이다. 도 3a를 참조하면, 절연층(320)을 상부에 구비하는 전도성 기판(310)을 제공한다. 전도성 기판(310)은 일 예로서, n형 또는 p형으로 도핑된 반도체 기판, 금속 기판, 전도성 금속 산화물 또는 전도성 폴리머 기판일 수 있다. 전도성 기판(310)은 다른 예로서, 절연성 기판 또는 반도체 기판의 일부분에 전도성 패턴을 형성함으로써, 국부적으로 전도성을 가지는 기판일 수 있다. 상기 반도체 기판은 일 예로서, 실리콘, 게르마늄, 갈륨비소, 인듐인 등 일 수 있다. 상기 절연성 기판은 일 예로서, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 다이아몬드 등 일 수 있다. 전도성 기판(310)은 그 내부에 집적 회로(미도시)를 포함하여, 전기 신호를 송수신할 수 있다.3A to 3C are cross-sectional views illustrating a method of forming a channel layer of an electric device according to an embodiment of the present application. Referring to FIG. 3A, a
일 실시 예에 따르면, 절연층(320)은 전도성 기판(310)을 열산화하여 형성할 수 있다. 절연층(120)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화산화막, 실리콘 질화막, 하프늄 산화막, 탄탈륨 산화막, 타이타늄 산화막 또는 알루미늄 산화막으로 형성될 수 있다. 일례로서, 전도성 기판(310)이 실리콘 재질인 경우, 상기 도핑된 실리콘을 열산화함으로써, 실리콘 산화물박막을 전도성 기판(310)의 상부에 형성할 수 있다. 다른 예로서, 도전성 기판이 금속 기판인 경우, 상기 금속 기판을 열산화하여, 금속 산화물막을 형성할 수 있다. 다른 실시 예들에 의하면, 절연층(320)은 화학기상증착법, 스퍼터링법, 원자층 증착법, 열증발법(thermal evaporation) 또는 원자빔 증발법(electron beam evaporation) 등의 증착법을 실시함으로써 형성될 수 있다. 절연층(320)은 스위칭 소자의 게이트 산화막으로 적용될 수 있다. 절연층(120)은 일 예로서, 10Å 내지 200Å의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.According to an embodiment, the insulating
도 3b를 참조하면, 전도성 기판(310)과 도금 대상인 금속(350)을 전극으로 사용하여 전해질 용액(330) 내에서 전기도금을 실시한다. 절연층(320)을 상부에 구비하는 전도성 기판(310)을 전해질 용액(330)이 포함된 용기(340)에 담그고, 상기 전기도금을 통해 절연층(320) 상에 금속 채널층을 형성한다. 금속(350)은 일례로서, 금, 은, 백금, 알루미늄, 납, 하프늄, 탄탈륨, 타이타늄, 구리, 주석 또는 팔라듐일 수 있다. 전해질 용액(330)은 상기 도금 대상인 금속(350)의 이온을 포함할 수 있다. 일 예로서, 금속(350)이 금(Au)인 경우, 전해질 용액(330)은 염화금산(HAuCl4)을 포함하는 용액일 수 있다. 다른 예로서, 금속(350)이 은(Ag)인 경우, 전해질 용액(330)은 질산은(AgNO3)을 포함하는 용액일 수 있다. 또 다른 예로서, 금속(350)이 백금인 경우, 전해질 용액(330)은 디니트로백금황산염(H2Pt(NO2)2SO4) 또는 백금염화수소산(H2PtCl6) 등을 포함하는 용액일 수 있다. 전해질 용액(330)은 표면활성제를 부가적으로 포함할 수 있다. 상기 표면활성제는 후술하는 전기도금 시에 금속의 원자층 단위의 증착을 돕는 작용을 할 수 있다. 전원(360)은 전해질 용액(330) 내에 존재하는 전도성 기판(310)과 상기 도금 대상인 금속(350) 사이에 전압을 제공할 수 있다. Referring to FIG. 3B, electroplating is performed in the
일 실시 예에 있어서, 금속(350)이 양의 극성을 가지며 전도성 기판(310)이 상대적으로 음의 극성을 가지도록 전압이 인가될 수 있다. 이 때, 전해질 용액(330)과 접하는 금속(350)내의 원자가 산화되어 금속 이온(355)이 생성되며, 금속 이온(355)은 전해질 용액(330)으로 유입될 수 있다. 전도성 기판(310)은 전원(360)으로부터 인가되는 상기 전압에 대응하여, 절연층(320)을 통과하는 터널링 전류(365)를 발생시킬 수 있다. 터널링 전류(365)는 전하를 가지는 전자가 터널링 전도 방식으로 절연층(320)을 통과함으로써 발생할 수 있다. 일 예로서, 절연층(320)이 10Å 내지 200Å의 두께를 가지도록 형성될 때, 전도성 기판(310)에 인가되는 전압의 크기에 비례하여, 직접 터널링(direct tunneling) 방식 또는 파울러-노르다임 터널링(Fowler-Nordheim tunneling) 방식으로 전자가 절연층(320)를 통과하여 전도할 수 있다. In an embodiment, a voltage may be applied such that the
전도성 기판(310)으로부터 절연층(320)을 통과한 터널링 전류(365)의 상기 전자는 절연층(320)의 표면에서 전해질 용액(330) 내의 금속 이온(355)과 결합할 수 있다. 금속 이온(355)은 상기 전자와 결합하여 절연층(320) 상에서 금속 원자(370)로 환원될 수 있다. 환원되는 금속 원자(370)는 절연층(320) 상에 적층될 수 있다. 몇몇 실시 예들에 의하면, 전해질 용액(330)은 표면활성제를 포함할 수 있다. 표면활성제는 일 예로서, 절연층(320)의 표면, 또는 전기도금시에 환원되는 금속 원자(370)의 계면에 각각 작용하여, 절연층(320)의 표면에서 이물질을 제거하고, 환원되는 금속 원자(370)가 절연층(320) 상에 단일층(monolayer) 단위로 적층되도록 할 수 있다. 상기 표면활성제는 절연층(320) 및 금속 원자(370)의 종류에 따라 결정되는 공지의 다양한 물질이 적용될 수 있다.The electrons of the tunneling current 365 passing through the insulating
몇몇 실시 예들에 있어서, 도 3b와 관련된 전기도금을 실시하기 이전에, 절연층(320) 상에 티올 처리를 실시할 수 있다. 상기 티올 처리는 유기황화물의 일종으로 지방족탄화수소의 수소 원자를 메르캅토기로 치환한 화합물인 티올(thiol)을 절연층(320) 상에 제공하는 것을 의미한다. 상기 티올은 일반식 RSH (여기에서, R은 알킬기 일 수 있다)로 표기될 수 있다. 절연층(320) 상에 배치되는 상기 티올은 후속의 상기 전기도금 공정에서 절연층(320) 상에 도금되는 금속 원자(370)와 절연층(320)의 접합력을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 도금된 금속 원자(370)로부터 형성되는 금속 채널층과 절연층(320) 사이의 계면 접합력을 향상시킬 수 있다. 일 예로서, 상기 도금되는 금속이 금인 경우, 상기 티올 처리는 3-메르캅토프로필트리메토옥시실렌(3-mercaptopropyltrimethoxysilane, MPTS)와 같은 물질을 이용하여 실시할 수 있다.In some embodiments, a thiol treatment may be performed on the insulating
도 3c를 참조하면, 상술한 전기도금을 통해 절연층(320) 상에 적층되는 금속 원자(370)는 금속 채널층(390)를 형성한다. 금속 채널층(390)는 일 예로서, 한 층 이상의 금속 원자층을 포함할 수 있으며, 약 5Å 이상의 두께를 가질 수 있다. 금속 채널층(390)이 전기소자에 적용되는 일 예에 따르면, 10Å 내지 100Å의 두께를 가질 수 있으며, 수 개 내지 수십 개 층의 금속 원자층을 포함할 수 있다. 일 예로서, 금속(350)으로는 금(Au)을 사용하고, 전도성 기판(310)으로는 도핑된 실리콘 기판을 사용할 때, 상기 금(Au) 전극에 5V를 인가하고, 상기 도핑된 실리콘 기판에 그라운드 전압(예로서, 0V)을 인가하여, 도핑된 실리콘 기판 상의 실리콘 산화막 상에 금 원자층을 포함하는 금속 채널층을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3C, the
상술한 바와 같이, 본 출원의 일 실시 예에 따르는 터널링 전류를 이용하는 전기도금법을 적용함으로써 절연체 상에 수 개 내지 수십 개 원자층 단위의 얇은 금속 채널층을 신뢰성 있게 형성할 수 있다. 상기 금속 채널층이 스위칭 소자 내에 적용되는 경우, 상기 금속 채널층은 인가되는 전압의 크기에 따라 전자 또는 홀의 공핍, 축적 또는 반전 현상을 발생시킬 수 있다. As described above, by applying the electroplating method using the tunneling current according to an embodiment of the present application it is possible to reliably form a thin metal channel layer of several to several tens of atomic layer units on the insulator. When the metal channel layer is applied in the switching element, the metal channel layer may cause depletion, accumulation or inversion of electrons or holes depending on the magnitude of the applied voltage.
도 4a 내지 4g는 본 출원의 일 실시 예에 따른 전기소자의 제조 방법을 설명하는 단면도이다. 도 4a를 참조하면, 전도성 기판(410) 상에 절연층(420)을 형성한다. 전도성 기판(410)은 일 예로서, n형 또는 p형으로 도핑된 반도체 기판, 금속 기판, 전도성 금속 산화물 또는 전도성 폴리머 기판일 수 있다. 전도성 기판(410)은 다른 예로서, 절연성 기판 또는 반도체 기판의 일부분에 전도성 패턴을 형성함으로써, 국부적으로 전도성을 가지는 기판일 수 있다. 상기 반도체 기판은 일 예로서, 실리콘, 게르마늄, 갈륨비소, 인듐인 등 일 수 있다. 상기 절연성 기판은 일 예로서, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 다이아몬드 등 일 수 있다. 전도성 기판(410)은 그 내부에 집적 회로(미도시)를 포함하여, 전기 신호를 송수신할 수 있다.4A to 4G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an electrical device according to an embodiment of the present application. Referring to FIG. 4A, an insulating
일 실시 예에 따르면, 절연층(420)은 전도성 기판(410)을 열산화하여 형성할 수 있다. 절연층(420)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화산화막, 실리콘 질화막, 하프늄 산화막, 탄탈륨 산화막, 타이타늄 산화막 또는 알루미늄 산화막으로 형성될 수 있다. 일례로서, 전도성 기판(410)이 실리콘 재질인 경우, 상기 도핑된 실리콘을 열산화함으로써, 실리콘 산화물박막을 전도성 기판(410)의 상부에 형성할 수 있다. 다른 예로서, 도전성 기판이 금속 기판인 경우, 상기 금속 기판을 열산화하여, 금속 산화물막을 형성할 수 있다. 다른 실시 예에 의하면, 절연층(420)은 화학기상증착법, 스퍼터링법, 원자층 증착법, 열증발법(thermal evaporation) 또는 원자빔 증발법(electron beam evaporation)으로 절연물질을 전도성 기판(410)상에 증착함으로써, 형성될 수 있다. 절연층(420)은 스위칭 소자의 게이트 산화막으로 적용될 수 있으며, 10Å 내지 200Å의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.According to an embodiment, the insulating
도 4b를 참조하면, 절연층(420) 상에 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424)을 서로 이격하도록 형성한다. 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424)은 전도성 패턴으로 형성될 수 있다. 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424)은 일 예로서, 도핑된 반도체, 금속, 금속 규화물(metal silicide) 또는 전도성 금속 산화물과 같은 전도성 박막을 절연층(420) 상에 형성한 후에 이를 패터닝함으로써 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전도성 박막은 일 예로서, 화학기상증착법, 스퍼터링법, 전자빔 증발법 또는 열 증발법 등의 공정에 의해 형성될 수 있다. 이후에, 상기 전도성 박막은 공지의 포토리소그래피 공정 및 식각 공정에 의해 패터닝되어 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 4B, the
도 4c를 참조하면, 절연층(420), 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424)를 포함하는 전도성 기판(410)을 전해질 용액(430)에 담근다. 그리고, 전도성 기판(410)과 도금 대상인 금속(450)을 각각 전극으로 사용하여 전기도금을 실시한다. 먼저, 전도성 기판(410)을 전해질 용액(430)이 포함된 용기(440)에 담근다. 전해질 용액(430)은 상기 도금 대상인 금속(450)의 이온을 포함할 수 있다. 금속(450)은 일례로서, 금, 은, 백금, 알루미늄, 납, 하프늄, 탄탈륨, 타이타늄, 구리, 주석 또는 팔라듐일 수 있다. 일 예로서, 금속(350)이 금(Au)인 경우, 전해질 용액(330)은 염화금산(HAuCl4)을 포함하는 용액일 수 있다. 다른 예로서, 금속(350)이 은(Ag)인 경우, 전해질 용액(330)은 질산은(AgNO3)을 포함하는 용액일 수 있다. 또 다른 예로서, 금속(350)이 백금인 경우, 전해질 용액(330)은 디니트로백금황산염(H2Pt(NO2)2SO4) 또는 백금염화수소산(H2PtCl6) 등을 포함하는 용액일 수 있다. 전해질 용액(430)은 표면활성제를 부가적으로 포함할 수 있다. 표면활성제는 일 예로서, 절연층(420)의 표면, 또는 전기도금시에 환원되는 금속 원자(470)의 계면에 각각 작용하여, 절연층(420)의 표면에서 이물질을 제거하고, 환원되는 금속 원자(470)가 절연층(420) 상에 단일층(monolayer) 단위로 적층될 수 있도록 기능할 수 있다. Referring to FIG. 4C, the
전원(460)을 사용하여 전해질 용액(430) 내에 존재하는 전도성 기판(410)과 상기 도금 대상인 금속(450) 사이에 전압을 제공함으로써 전기도금을 진행시킬 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 금속(450)에는 양의 전압을 인가하며, 전도성 기판(410)에는 음의 전압을 인가하거나 또는 그라운드 상태를 유지하도록 조절할 수 있다. 이로서, 전해질 용액(430)과 접하는 금속(450)의 원자가 산화되어 금속 이온(455)이 생성되며, 금속 이온(455)은 전해질 용액(430)으로 유입될 수 있다. 전도성 기판(410)은 전원(460)으로부터 인가되는 상기 전압에 대응하여, 절연층(420)을 통과하는 터널링 전류(465)를 발생시킬 수 있다. 터널링 전류(465)는 전하를 가지는 전자가 터널링 전도 방식으로 절연층(420)을 통과함으로써 발생할 수 있다. 일 예로서, 절연층(420)가 10Å 내지 200Å의 두께를 가지도록 형성될 때, 전도성 기판(410)에 인가되는 전압의 크기에 비례하여, 직접 터널링(direct tunneling) 방식 또는 파울러-노르다임 터널링(Fowler-Nordheim tunneling) 방식으로 전자가 절연층(420)를 통과하여 전도할 수 있다. Electroplating may be performed by using a
전도성 기판(410)으로부터 절연층(420)을 통과한 터널링 전류(465)의 상기 전자는 절연층(420)의 표면에서 전해질 용액(430) 내의 금속 이온(455)과 결합할 수 있다. 금속 이온(455)은 상기 전자와 결합하여 절연층(420) 상에서 금속 원자(470)로 환원될 수 있다. 환원되는 금속 원자(470)는 절연층(420) 상에 적층될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 전도성 기판(410)으로부터 절연층(420)을 통과한 터널링 전류(465)의 상기 전자 중 일부는 소스 전극층(422) 또는 드레인 전극층(424)에 도달할 수 있다. 이때, 소스 전극층(422), 드레인 전극층(424)에 외부로부터 소정의 전압을 인가함으로써, 금속 이온(455)의 상기 환원 반응에 참여하지 않는 전자를 전도성 기판(410)으로부터 외부로 배출시킬 수 있다.The electrons of the tunneling current 465 passing through the insulating
일 실시 예에 따르면, 전도성 기판(410)은 상술한 바와 같이, 절연성 기판 또는 반도체 기판의 일부분에 전도성 패턴을 형성함으로써, 국부적으로 전도성을 가질 수 있다. 도 4c에서와 같이, 상기 전도성 패턴은 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424) 사이의 공간에 해당되는 절연층(420) 아래의 전도성 기판(410)에 존재할 수 있다. 이 경우, 상기 터널링 전류에 의한 상기 전자는 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424) 사이의 상기 공간에 제공될 수 있으며, 금속 이온(455)는 절연층(420) 상의 상기 공간에서 금속 원자(470)로 환원될 수 있다.According to one embodiment, as described above, the
도 4d는 본 출원의 다른 실시예에 따르는 도금 방법을 설명하는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 절연층(420), 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424)를 포함하는 전도성 기판(410)을 전해질 용액(430)이 포함된 용기(440)에 담근다. 전원(460)을 이용하여 전해질 용액(430) 내에 존재하는 전도성 기판(410)과 상기 도금 대상인 금속(450) 사이에 전압을 제공하여 전기도금을 진행시킬 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 금속(450)에는 양의 전압을 인가하며, 전도성 기판(410)에는 음의 전압을 인가하거나 또는 그라운드 상태를 유지하도록 조절할 수 있다.4D is a cross-sectional view illustrating a plating method according to another embodiment of the present application. As illustrated, the
전원(480)을 이용하여 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424) 사이에 전압을 인가하고, 계측기(485)를 이용하여 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424) 사이에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 상기 전기도금이 진행되는 동안 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424) 사이의 절연층(420) 상에는 금속 이온(455)로부터 환원된 금속 원자(470)가 적층된다. 적층된 금속 원자(470)는 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424) 사이에 금속 채널층을 형성할 수 있다. 계측기(484)에 소정의 문턱 전류값 이상의 전류가 관측되는 경우에, 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424) 사이에 금속 채널층이 형성되었음을 예측할 수 있다. 또한, 상기 측정되는 전류의 크기에 근거하여, 형성되는 상기 금속 채널층의 두께를 예측할 수 있다. A voltage is applied between the
일 실시 예에 있어서, 도금 대상인 금속(450)으로 금(Au)이 사용되고, 전도성 기판(410)으로 도핑된 실리콘 기판이 사용되는 경우, 상기 도핑된 실리콘 기판에 그라운드 전압(일 예로서, 0V)의 전압을 인가하고, 상기 금에 그라운드 전압을 기준으로 5V의 전압을 인가한다. 소스 전극층(422)에 상기 그라운드 전압을 기준으로 4.9V의 전압을 인가하고, 드레인 전극층(424)에 상기 그라운드 전압을 기준으로 5V의 전압을 인가할 수 있다. 이로서, 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424) 사이의 절연층(420) 상에 금 원자가 적층되어 금의 금속 채널층을 형성한다. 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424)은 상기 금 및 상기 도핑된 실리콘 기판 사이에 인가되는 5V의 전압과 유사한 크기의 전압을 각각 유지함으로써, 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424) 상에서 금 원자가 환원되는 것을 방지할 수 있다. 계측기(485)에 의해 소정의 전류값이 관측되는 경우, 상기 전기도금 공정을 완료하여 소정의 두께의 금의 금속 채널층을 확보할 수 있다. In one embodiment, when gold (Au) is used as the
몇몇 실시 예들에 의하면, 전해질 용액(330)은 표면활성제를 포함할 수 있다. 표면활성제는 일 예로서, 절연층(320)의 표면, 또는 전기도금시에 환원되는 금속 원자(370)의 계면에 각각 작용하여, 절연층(320)의 표면에서 이물질을 제거하고, 환원되는 금속 원자(370)가 절연층(320) 상에 단일층(monolayer) 단위로 적층될 수 있도록 기능할 수 있다. According to some embodiments, the
몇몇 실시 예들에 있어서, 도 4c 또는 도 4d와 관련되어 상술한 전기도금 공정 이전에, 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424) 상에 티올 처리를 실시할 수 있다. 상기 티올 처리는 유기황화물의 일종으로 지방족탄화수소의 수소 원자를 메르캅토기로 치환한 화합물인 티올을 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424)에 제공하는 것을 의미한다. 상기 티올은 일반식 RSH (여기에서, R은 알킬기 일 수 있다)로 표기될 수 있다. 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424) 상에 배치되는 상기 티올은 후속의 상기 전기도금 공정에서, 전도체인 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424) 상에는 금속 원자(470)가 부착되는 것을 억제할 수 있다. 일 예로서, 전기도금되는 상기 금속이 금인 경우, 상기 티올은 11-티오운데카노산 (11-thioundecanoic acid, HS-C10-COOH)을 적용할 수 있다.In some embodiments, a thiol treatment may be performed on the
몇몇 다른 실시 예들에 있어서, 도 4c 또는 도 4d와 관련되어 상술한 전기도금 공정 이전에, 절연층(420) 상에 티올 처리를 실시할 수 있다. 상기 티올 처리는 후속의 전기도금 공정에서 절연층(420) 상에 도금되는 금속 원자(470)와 절연층(420)의 접합력을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 도금된 금속 원자(470)로부터 형성되는 금속 채널층과 절연층(420) 사이의 계면 접합력을 향상시킬 수 있다. 일 예로서, 상기 도금되는 금속이 금인 경우, 상기 티올 처리는 3-메르캅토프로필트리메토옥시실렌(3-mercaptopropyltrimethoxysilane, MPTS)와 같은 물질을 이용하여 실시할 수 있다. In some other embodiments, thiol treatment may be performed on the insulating
도 4e를 참조하면, 도 4c 또는 도 4d의 전기도금법에 의하여 절연층(420) 상에 금속 채널층(490)이 형성된다. 금속 채널층(490)은 일 예로서, 한 층 이상의 금속 원자층을 포함할 수 있으며, 약 5Å 이상의 두께를 가질 수 있다. 금속 채널층(490)이 전기소자에 적용되는 일 예에 따르면, 10Å 내지 100Å의 두께를 가질 수 있으며, 수 개 내지 수십 개 층의 금속 원자층을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4E, the
도 4f를 참조하면, 금속 채널층(490) 상에 게이트 유전막(492) 및 게이트 전극(494)이 형성된다. 우선, 도 4e의 금속 채널층(490)을 추가적으로 패터닝할 수 있다. 일례로서, 포토리소그래피 및 식각 공정을 이용하여, 전기소자의 채널층에 부합하는 형상 및 기능을 갖도록 금속 채널층(490)을 패터닝할 수 있다. 이후에, 게이트 유전막(492)으로서, 산화막 또는 질화막을 형성할 수 있다. 상기 산화막은 실리콘 산화물 또는 하프늄 산화물, 알루미늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 타이타늄 산화물등과 같은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 질화막은 실리콘 질화물 또는 알루미늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 타이타늄 질화물 등과 같은 금속 질화물을 포함할 수 있다. 게이트 유전막(492)은 화학기상증착법, 스퍼터링법, 원자층 증착법, 열증발법(thermal evaporation) 또는 원자빔 증발법(electron beam evaporation)을 실시하여 형성할 수 있다. 게이트 유전막(492)은 10Å 내지 200Å의 두께를 가지도록 형성할 수 있다. Referring to FIG. 4F, a
게이트 유전막(492) 상에 게이트 전극(494)을 형성할 수 있다. 게이트 전극(494)의 형성에 있어서, 우선, 게이트 유전막(492) 상에 일 예로서, 도핑된 반도체, 금속, 금속 규화물(metal silicide) 또는 전도성 금속 산화물과 같은 전도성 박막을 형성한다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전도성 박막은 화학기상증착법, 스퍼터링법, 전자빔 증발법 또는 열 증발법 등의 공정에 의해 형성될 수 있다. 이후에, 상기 전도성 박막은 포토리소그래피 공정 및 식각 공정에 의해 패터닝되어 게이트 전극(494)을 형성할 수 있다. 게이트 전극(494)은 외부로부터 소정의 게이트 전압을 인가받아 금속 채널층(490)에 전기장을 형성할 수 있다. 금속 채널층(490)에 형성되는 전기장은 금속 채널층(490)에 전하의 공핍 현상을 발생시키거나, 전하의 축적 또는 반전 현상을 발생시킴으로써, 금속 채널층(490)을 통해 소스 전극층(422)과 드레인 전극층(424) 사이를 전도하는 전하의 흐름을 조절할 수 있다.
The
도 5a 내지 5c는 본 출원의 다른 실시 예에 따른 전기소자의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 도 5a를 참조하면, 절연층(520)을 상부에 구비하는 기판(510)을 제공한다. 기판(510)에는 게이트 전극층(515)을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 기판(510)의 일부분에 대하여 이온 주입법 또는 확산법 등을 사용하여 도펀트를 주입함으로써, 기판(510)의 상기 일부분에 게이트 전극층(515)을 형성할 수 있다. 다른 실시예에 의하면, 기판(510)을 리소그래피 공정 및 식각 공정에 의하여 식각하여 소정의 컨택 패턴을 형성하고, 상기 컨택 패턴 내부를 전도성 물질로 채움으로써 게이트 전극층(515)을 형성할 수 있다. 게이트 전극층(515)은 일 예로서, 도핑된 반도체, 금속, 금속 규화물(metal silicide) 또는 전도성 금속 산화물로부터 형성될 수 있다. 게이트 전극층(515)이 형성된 기판(510) 상에는 절연층(520)이 형성될 수 있다. 기판(510)이 게이트 전극층(515)를 포함하는 점을 제외하고는 도 4a와 관련되어 설명한 전도성 기판(410) 및 절연층(420)과 실질적으로 동일하다.5A to 5C are views illustrating a manufacturing method of an electric device according to another embodiment of the present application. Referring to FIG. 5A, a
이후에, 도 4b 내지 도 4d와 관련하여 상술한 실시예에서와 실질적으로 동일한 공정을 진행할 수 있다. 결과적으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 소스 전극층(522) 및 드레인 전극층(524) 사이의 절연층(520) 상에, 금속 채널층(590)을 형성할 수 있다. 일례로서, 도 4c 또는 도 4d의 실시예의 전기도금 공정과 실질적으로 동일한 전기도금 공정이 진행될 수 있으며, 소정의 전압이 도금 대상인 금속과 게이트 전극층(515) 사이에 인가될 수 있다. 이 때, 게이트 전극층(515)으로부터 절연층(520)을 통과하는 터널링 전류가 발생할 수 있으며, 따라서, 게이트 전극층(515) 상부의 절연층(520) 상에 금속 채널층(590)이 형성될 수 있다.Thereafter, substantially the same process as in the embodiment described above with reference to FIGS. 4B-4D can be performed. As a result, as shown in FIG. 5B, the
몇몇 실시 예들에 따르면, 도 5c에 도시된 바와 같이, 금속 채널층(590) 상에 상부 게이트 유전막(592) 및 상부 게이트 전극(594)이 추가적으로 형성될 수 있다. 상부 게이트 유전막(592) 및 상부 게이트 전극(594)를 형성하는 공정은 도 4f와 관련하여 상술한 실시예에서 금속 채널층(490) 상에 게이트 유전막(492) 및 게이트 전극(494)을 형성하는 공정과 실질적으로 동일하므로 중복을 배제하기 위해 생략하도록 한다. 이로서, 금속 채널층(590)의 상부와 하부에 게이트 전극을 각각 구비하는 전기소자를 형성할 수 있다.According to some embodiments, as shown in FIG. 5C, an upper
상술한 바와 같이, 터널링 전류를 이용하는 전기도금법을 실시하여 금속 채널층을 포함하는 전기소자를 제조할 수 있다. 상기 금속 채널층은 인가되는 게이트 전압의 크기에 따라 전자의 공핍, 축적 또는 반전 현상을 발생시킬 수 있다. 금속 채널층을 채용함으로써, 채널층의 전자 또는 홀의 전도도가 종래의 비해 우수하며, 휴지 상태에서의 누설전류가 상대적으로 작은 전기소자를 형성할 수 있게 된다.
As described above, an electroplating method using a tunneling current may be performed to manufacture an electric element including a metal channel layer. The metal channel layer may cause depletion, accumulation, or inversion of electrons according to the magnitude of the gate voltage applied thereto. By employing the metal channel layer, the conductivity of electrons or holes in the channel layer is superior to that of the conventional one, and an electric element having a relatively small leakage current in the idle state can be formed.
도 6a 내지 도 6f는 본 출원의 일 실시 예에 따른 전기소자의 제조 방법을 설명하는 단면도이다. 도 6a를 참조하면, 절연층(620)을 구비하는 전도성 기판(610) 상에 소스 전극층(622) 및 드레인 전극층(624)을 서로 이격하도록 형성한다. 전도성 기판(610), 절연층(620), 소스 전극층(622) 및 드레인 전극층(624)은 도 4a 내지 4e와 관련하여 상술한 전도성 기판(410), 절연층(420), 소스 전극층(422) 및 드레인 전극층(424)와 실질적으로 동일하며, 도 4a 및 도 4b와 관련하여 상술한 공정과 실질적으로 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다.6A to 6F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an electrical device according to an embodiment of the present application. Referring to FIG. 6A, the
도 6b를 참조하면, 절연층(620), 소스 전극층(622) 및 드레인 전극층(624)을 포함하는 전도성 기판(610) 상에 베이스 금속층(625)을 형성한다. 베이스 금속층(625)은 일 예로서, 도핑된 반도체, 금속, 금속 규화물(metal silicide) 또는 전도성 금속 산화물로부터 형성되는 전도성 박막일 수 있다. 일 예로서, 베이스 금속층(625)는 금, 은, 백금, 알루미늄, 납, 하프늄, 탄탈륨, 타이타늄, 구리, 주석 또는 팔라듐으로부터 제조될 수 있다. 일 예로서, 베이스 금속층(625)는 소스 전극층(622) 및 드레인 전극층(624)과 동일한 물질로부터 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 베이스 금속층(625)는 상기 전도성 박막을 화학기상증착법, 스퍼터링법, 전자빔 증발법 또는 열 증발법 등의 공정을 이용하여 전도성 기판(610) 상에 증착하여 형성할 수 있다.Referring to FIG. 6B, the
도 6c를 참조하면, 전도성 기판(610) 상에 포토레지스트를 도포하고, 리소그래피 공정을 수행하여 베이스 금속층(625)의 일부를 노출시키는 포토레지스트 패턴(626)을 형성한다. 포토레지스트 패턴(626)은 적어도 하나 이상의 리소그래피 공정을 수행하여 형성될 수 있으며, 베이스 금속층(625)의 일부를 노출시키는 비아홀(627)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 비아홀(627)의 측면 방향 길이(X)는 소스 전극층(622) 및 드레인 전극층(624) 사이의 길이(Y)보다 작을 수 있다. Referring to FIG. 6C, a photoresist is applied on the
도 6d를 참조하면, 포토레지스트 패턴(626)에 의해 노출된 베이스 금속층(625)의 상기 일부분을 제거하여 절연층(620)의 일부분을 노출시킨다. 일 실시 예에 따르면, 전해질 용액(630)을 이용하는 전기 분해법으로 베이스 금속층(625)의 상기 일부분을 제거할 수 있다. 먼저, 포토레지스트 패턴(626)이 형성된 전도성 기판(610)에 전해질 용액(630)을 제공한다. 전해질 용액(630)을 전도성 기판(610)에 제공하는 방법은 일 예로서, 전도성 기판(610)을 전해질 용액(630)에 담그는 방법 또는 전도성 기판(610)에 전해질 용액(630)을 뿌리는(spray) 방법 등을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 공지의 다양한 방법을 적용할 수 있다. 하기에서는 일 예로서, 전도성 기판(610)을 전해질 용액(630)에 담그는 방법을 도면과 함께 설명하도록 한다. Referring to FIG. 6D, the portion of the
전도성 기판(610)을 전해질 용액(630)을 포함하는 용기(640) 내에 담그고, 전도성 기판(610)의 소스 전극층(622) 및 드레인 전극(624)를 양극 전극으로 사용하고 외부로부터 도입되는 전도체(650)를 음극 전극으로 사용하여 전해질 용액(630)을 전기 분해한다. 전도체(650)은 일례로서, 금, 은, 백금, 알루미늄, 납, 하프늄, 탄탈륨, 타이타늄, 구리, 주석 또는 팔라듐과 같은 금속일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 공지의 전극 물질이 사용될 수 있다. 상기 전기 분해 과정에서 베이스 금속층(625)의 금속이 금속 이온(655)화되어 전해질 용액(630) 내로 유입되도록 함으로써, 베이스 금속층(625)의 상기 일부분을 제거할 수 있다. 결과적으로, 컨택 패턴(628) 및 컨택 패턴(628)에 의해 분리되는 소스 확장층(632) 및 드레인 확장층(634)을 형성할 수 있다. 컨택 패턴(628)의 크기는 후술하는 전기소자의 금속 채널층의 길이 및 폭을 결정할 수 있다. 소스 확장층(632) 및 드레인 확장층(634)는 각각 소스 전극층(622) 및 드레인 전극층(624)를 둘러싸며, 소스 전극층(622) 및 드레인 전극층(624) 각각으로부터 연장되어 서로 마주보도록 형성될 수 있다. 상기 전기 분해법은 베이스 금속층(625)의 일부를 제거하는 동안 하부의 절연층(620)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 컨택 패턴(628)에 의해 노출되는 절연층(620)이 기계적 및 전기적 손상을 입지 않게 되고, 후술하는 바와 같이, 금속 채널층 형성 공정을 상기 노출된 절연층(620) 상에서 신뢰성 있게 진행할 수 있게 된다. 즉, 일례로서, 상기 노출된 절연층(620) 상에서 금속 채널층이 균일하게 형성될 수 있다.The
일 실시 예에 따르면, 베이스 금속층(625)이 금으로 이루어진 경우, 전해질 용액(630)은 염산(HCl)을 포함하는 용액을 사용할 수 있다. 상기 염산(HCl)을 포함하는 전해질 용액(630)이 담겨있는 용기(640) 내에 포토레지스트 패턴(626)을 포함하는 전도성 기판(610)을 담근다. 전원(660)은 전도체(650)에 음의 전압을 인가하고, 소스 전극층(622) 및 드레인 전극층(624)에 그라운드 전압(일 예로서, 0 V)를 인가할 수 있다. 전해질 용액(630)의 전기 분해 과정에서, 포토레지스트 패턴(626)에 의해 부분적으로 노출되는 베이스 금속층(625)의 상기 금은 금 이온(655)으로 산화되어 전해질 용액(630) 내로 유입된다. 상술한 바와 같은 전기 분해를 통해, 베이스 금속층(625)의 상기 금은 부분적으로 제거되고, 콘택 패턴(628)이 형성될 수 있다. 콘택 패턴(628), 소스 확장층(632) 및 드레인 확장층(634)가 형성되면, 포토레지스트 패턴(626)은 제거될 수 있다. According to an embodiment, when the
몇몇 다른 실시 예들에 의하면, 포토레지스트 패턴(626)에 의하여 부분적으로 노출되는 베이스 금속층(625)의 제거는 도 6d의 실시예와는 달리 식각 공정에 의하여 이루어질 수 있다. 상기 식각 공정은 건식 식각, 습식 식각 또는 이들의 결합으로 이루어질 수 있다. 상기 식각 공정에서는 베이스 금속층(625)의 금속에 대하여 적용가능한 공지의 식각 용액 또는 식각 가스가 사용될 수 있다. 식각 공정에 의하여 콘택 패턴(628), 소스 확장층(632) 및 드레인 확장층(634)가 형성되면, 포토레지스트 패턴(626)은 제거될 수 있다. 그리고, 후속 열처리를 통해, 식각 공정에서의 절연체 표면의 손상을 보상할 수 있다.According to some other embodiments, removal of the
도 6e를 참조하면, 컨택 패턴(628)을 포함하는 전도성 기판(610)을 전해질 용액(635)에 담근다. 그리고, 전도성 기판(610)과 도금 대상인 금속(652)을 각각 전극으로 사용하여 전기도금을 실시한다. 먼저, 전도성 기판(610)을 전해질 용액(635)이 포함된 용기(645)에 담근다. 전해질 용액(635)은 상기 도금 대상인 금속(652)의 이온을 포함할 수 있다. 금속(652)은 일례로서, 금, 은, 백금, 알루미늄, 납, 하프늄, 탄탈륨, 타이타늄, 구리, 주석 또는 팔라듐일 수 있다. 일 예로서, 금속(652)이 금(Au)인 경우, 전해질 용액(635)은 HAuCl4을 포함하는 용액일 수 있다. 전해질 용액(635)은 표면활성제를 부가적으로 포함할 수 있다. 상기 표면활성제는 전기도금 시에 금속의 원자층 단위의 증착을 돕는 작용을 할 수 있다. 전원(665)은 전해질 용액(635) 내에 존재하는 전도성 기판(610)과 상기 도금 대상인 금속(652) 사이에 전압을 제공하여 전기도금을 진행시킬 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 금속(652)에는 양의 전압이 인가되며, 전도성 기판(610)에는 음의 전압이 인가되거나 또는 그라운드 상태를 유지하도록 조절될 수 있다. 금속(652)이 산화되어 금속 이온(656)이 생성되며, 금속 이온(656)은 전해질 용액(635)으로 유입될 수 있다. 전도성 기판(610)은 전원(665)으로부터 인가되는 상기 전압에 대응하여, 절연층(620)을 통과하는 터널링 전류(665)를 발생시킬 수 있다. 터널링 전류(665)는 전하를 가지는 전자가 터널링 전도 방식으로 절연층(620)을 통과함으로써 발생할 수 있다. 일 예로서, 절연층(620)가 10Å 내지 200Å의 두께를 가지도록 형성될 때, 전도성 기판(610)에 인가되는 전압의 크기에 비례하여, 직접 터널링(direct tunneling) 방식 또는 파울러-노르다임 터널링(Fowler-Nordheim tunneling) 방식으로 전자가 절연층(620)를 통과하여 전도할 수 있다. Referring to FIG. 6E, the
전도성 기판(610)으로부터 절연층(620)을 통과한 터널링 전류(665)의 상기 전자 중 일부는 컨택 패턴(628)에 의해 노출된 절연층(620)의 표면에서 도달할 수 있다. 컨택 패턴(628)에 의해 노출된 절연층(620)의 표면에서, 터널링 전류(665)의 상기 일부의 전자가 전해질 용액(635) 내의 금속 이온(656)과 결합할 수 있다. 금속 이온(656)은 상기 일부의 전자와 결합하여 컨택 패턴(628)에 의해 노출된 절연층(620) 상에서 금속 원자(670)로 환원될 수 있다. 환원되는 금속 원자(670)는 노출된 절연층(620) 상에 적층되어 금속 채널층을 형성할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 전도성 기판(610)으로부터 절연층(620)을 통과한 터널링 전류(665)의 상기 전자 중 다른 일부는 소스 전극층(622), 소자 확장층(632), 드레인 전극층(624) 및 드레인 확장층(634)에 도달할 수 있다. 이때, 소스 전극층(622), 소자 확장층(632), 드레인 전극층(624) 및 드레인 확장층(634)에 소정의 전압을 외부로부터 인가함으로써, 금속 이온(656)의 상기 환원 반응에 참여하지 않는 전자를 전도성 기판(610)으로부터 외부로 배출할 수 있다.Some of the electrons in the tunneling current 665 passing through the insulating
일 실시 예에 따르면, 도 4d와 관련하여 상술한 방법과 실질적으로 동일한 방법을 적용하여, 상기 전기도금이 진행되는 동안 소스 전극층(522) 및 드레인 전극층(524) 사이에 전압을 인가할 수 있다. 상기 전기도금이 진행되는 동안, 전원(680)을 이용하여 소스 전극층(622) 및 드레인 전극층(624) 사이에 전압을 인가하고, 계측기(685)를 이용하여 소스 전극층(622) 및 드레인 전극층(624) 사이에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 상기 전류를 측정함으로써 상기 전기도금 공정의 완료 여부 및 형성되는 상기 금속 채널층의 두께를 예측할 수 있다. 일 예로서, 도금 대상인 금속(652)으로서 금(Au)이 사용되고, 전도성 기판(610)으로서 도핑된 실리콘 기판이 사용되는 경우, 상기 도핑된 실리콘 기판에 그라운드 전압(일 예로서, 0V)의 전압을 인가하고, 상기 금에 그라운드 전압을 기준으로 5V의 전압을 인가한다. 소스 전극층(622)에 상기 그라운드 전압을 기준으로 4.9V의 전압을 인가하고, 드레인 전극층(624)에 상기 그라운드 전압을 기준으로 5V의 전압을 인가할 수 있다. 이 경우, 소스 전극층(622), 드레인 전극층(624) 및 도핑된 실리콘 기판 각각과 전기적으로 연결되고, 도핑된 실리콘 기판에 위치하는 전압 인가용 패드(미도시)를 별도로 제공할 수 있다. 이로서, 소스 확장층(632) 및 드레인 확장층(634) 사이에서 컨택 패턴(628)에 의해 노출된 절연층(620) 상에 금 원자가 적층되어 금의 금속 채널층을 형성한다. 소스 전극층(622) 및 드레인 전극층(624)은 상기 금 및 상기 도핑된 실리콘 기판 사이에 인가되는 5V의 전압과 유사한 크기의 전압을 각각 유지함으로써, 소스 전극층(622), 소스 확장층(632), 드레인 전극층(624) 및 드레인 확장층(634) 상에서 금 원자가 환원되는 것을 방지할 수 있다. 계측기(685)에 의해 소정의 전류값이 관측되는 경우, 상기 전기도금 공정을 완료하여 소정의 두께의 금의 금속 채널층을 확보할 수 있다. According to an exemplary embodiment, a voltage may be applied between the
몇몇 실시 예들에 의하면, 전해질 용액(635)은 표면활성제를 포함할 수 있다. 표면활성제는 일 예로서, 절연층(320)의 표면, 또는 전기도금시에 환원되는 금속 원자(370)의 계면에 각각 작용하여, 절연층(320)의 표면에서 이물질을 제거하고, 환원되는 금속 원자(370)가 절연층(320) 상에 단일층(monolayer) 단위로 적층될 수 있도록 기능할 수 있다.According to some embodiments, the
몇몇 다른 실시 예들에 있어서, 도 6e와 관련된 전기도금을 실시하기 이전에 절연층(620) 상에 티올 처리를 실시할 수 있다. 상기 티올 처리는 후속의 전기도금 공정에서 절연층(620) 상에 도금되는 금속 원자(670)와 절연층(620)의 접합력을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 도금된 금속 원자(670)로부터 형성되는 금속 채널층과 절연층(620) 사이의 계면 접합력을 향상시킬 수 있다. 일 예로서, 상기 도금되는 금속이 금인 경우, 상기 티올 처리는 3-메르캅토프로필트리메토옥시실렌(3-mercaptopropyltrimethoxysilane, MPTS)와 같은 물질을 이용하여 실시할 수 있다.In some other embodiments, thiol treatment may be performed on the insulating
도 6f는 전기도금법을 실시한 결과 소스 확장층(632) 및 드레인 확장층(634) 사이의 절연층(620) 상에 형성되는 금속 채널층(690)을 예시적으로 도시한다. 도 6g를 참조하면, 금속 채널층(690) 상에 게이트 유전막(692) 및 게이트 전극(694)을 형성한다. 게이트 유전막(692) 및 게이트 전극(694)의 형성 방법은 도 4f와 관련하여 상술한 실시예에서 금속 채널층(490) 상에 게이트 유전막(492) 및 게이트 전극(494)을 형성하는 공정과 실질적으로 동일하므로, 중복 설명을 배제하기 위하여 생략한다.6F illustratively shows a
상술한 바와 같이, 터널링 전류를 이용하는 전기도금법을 실시하여 절연체 상에 금속 채널층을 형성할 수 있다. 상기 금속 채널층은 인가되는 게이트 전압의 크기에 따라 전자의 공핍, 축적 또는 반전 현상을 발생시킬 수 있으므로, 스위칭 소자의 채널층으로 적용할 수 있다.
As described above, an electroplating method using a tunneling current may be performed to form a metal channel layer on the insulator. The metal channel layer may cause depletion, accumulation, or inversion of electrons according to the magnitude of the gate voltage applied thereto, and thus may be applied to the channel layer of the switching element.
도 7a 내지 7c는 본 출원의 다른 실시 예에 따른 전기소자의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 도 7a를 참조하면, 절연층(720)을 상부에 구비하는 기판(710)을 제공한다. 기판(710)에는 게이트 전극층(715)이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 기판(710)의 일부분에 대하여 이온 주입법 또는 확산법 등을 사용하여 도펀트를 주입함으로써, 기판(710)의 상기 일부분에 게이트 전극층(715)을 형성할 수 있다. 다른 실시예에 의하면, 기판(710)을 리소그래피 공정 및 식각 공정에 의하여 식각하여 소정의 컨택 패턴을 형성하고, 상기 컨택 패턴 내부를 전도성 물질로 채움으로써 게이트 전극층(715)을 형성할 수 있다. 게이트 전극(715)은 일 예로서, 도핑된 반도체, 금속, 금속 규화물(metal silicide) 또는 전도성 금속 산화물로부터 형성될 수 있다. 게이트 전극층(715)이 형성된 기판(710) 상에는 절연층(720)이 형성될 수 있다. 기판(710)이 게이트 전극층(715)를 포함하는 점을 제외하고는 도 6a와 관련되어 설명한 전도성 기판(410) 및 절연층(420)과 실질적으로 동일하다.7A to 7C are views illustrating a method of manufacturing an electric device according to another embodiment of the present application. Referring to FIG. 7A, a
이후에, 도 6b 내지 도 6e와 관련하여 상술한 실시예에서와 실질적으로 동일한 공정을 진행할 수 있다. 결과적으로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 소스 확장층(732) 및 드레인 확장층(734) 사이의 절연층(720) 상에, 금속 채널층(790)을 형성할 수 있다. 일례로서, 도 6e의 실시예의 전기도금 공정과 실질적으로 동일한 전기도금 공정이 진행될 수 있으며, 소정의 전압이 도금 대상인 금속과 게이트 전극층(715) 사이에 인가될 수 있다. 이 때, 게이트 전극층(715)으로부터 절연층(720)을 통과하는 터널링 전류가 발생할 수 있으며, 따라서, 게이트 전극(715) 상부의 절연층(720) 상에 금속 채널층(790)이 형성될 수 있다.Thereafter, substantially the same process as in the embodiment described above with reference to FIGS. 6B-6E can be performed. As a result, as shown in FIG. 7B, the
몇몇 실시 예들에 따르면, 도 7c에 도시된 바와 같이, 금속 채널층(790) 상에 상부 게이트 유전막(792) 및 상부 게이트 전극(794)이 추가적으로 형성될 수 있다. 상부 게이트 유전막(792) 및 상부 게이트 전극(794)를 형성하는 공정은 도 6g와 관련하여 상술한 실시예에서 금속 채널층(690) 상에 게이트 유전막(692) 및 게이트 전극(694)이 형성하는 공정과 실질적으로 동일하므로 중복을 배제하기 위해 생략하도록 한다. 이로서, 금속 채널층(790)의 상부와 하부에 게이트 전극을 각각 구비하는 전기소자를 형성할 수 있다.According to some embodiments, as shown in FIG. 7C, an upper
상술한 바와 같이, 터널링 전류를 이용하는 전기도금법을 실시하여 금속 채널층을 포함하는 전기소자를 제조할 수 있다. 상기 금속 채널층은 수 개 내지 수십 개 정도의 금속 원자층을 가질 수 있으며, 인가되는 게이트 전압의 크기에 따라 전자의 공핍, 축적 또는 반전 현상을 발생시킬 수 있다. 금속채널층을 통한 전하의 전도도가 종래의 비해 우수하며, 대기 상태에서의 누설전류가 상대적으로 작은 전기소자를 형성할 수 있게 된다.As described above, an electroplating method using a tunneling current may be performed to manufacture an electric element including a metal channel layer. The metal channel layer may have several to several tens of metal atomic layers, and may cause depletion, accumulation, or inversion of electrons depending on the magnitude of the gate voltage applied thereto. The conductivity of the charge through the metal channel layer is superior to that of the related art, and it is possible to form an electric element having a relatively small leakage current in the atmospheric state.
상술한 도 6a 내지 도 6g 및 도 7a 내지 도 7c의 실시 예들에 따른 전기소자의 제조 방법은 소정의 길이 및 폭을 가지는 금속 채널층을 형성함에 있어서, 먼저 충분한 길이와 폭을 가지는 금속 베이스 층을 형성하고, 금속 베이스 층의 일부를 제거함으로써, 금속 채널층이 형성될 부분에 해당되는 컨택 패턴을 미리 형성할 수 있다. 그리고, 상기 컨택 패턴 내부의 절연체 상에 전기도금법으로 금속 채널층을 형성할 수 있다. 이로서, 상대적으로 크기가 작은 금속 채널층을 형성할 때, 그 두께, 길이 및 폭을 보다 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 금속 베이스 층의 일부를 제거할 때, 전기 분해법을 사용하는 경우, 하부의 절연층이 손상되는 것을 방지할 수 있어, 후속의 전기도금법에서 금속 채널층이 균일하게 형성될 수 있다.6A to 6G and 7A to 7C illustrate a method of manufacturing an electric device, in forming a metal channel layer having a predetermined length and width, first, a metal base layer having a sufficient length and width is formed. By forming and removing a portion of the metal base layer, a contact pattern corresponding to a portion where the metal channel layer is to be formed may be previously formed. The metal channel layer may be formed on the insulator inside the contact pattern by electroplating. This makes it possible to more easily control the thickness, length, and width when forming a metal channel layer having a relatively small size. In addition, when removing a part of the metal base layer, when the electrolysis method is used, the underlying insulating layer can be prevented from being damaged, so that the metal channel layer can be uniformly formed in subsequent electroplating methods.
이상에서는 도면 및 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 출원의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원에 개시된 실시 예들을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the drawings and embodiments, those skilled in the art various modifications and changes to the embodiments disclosed in the present application within the scope not departing from the spirit of the present application described in the claims below I can understand that you can.
100: 전기소자, 110: 기판, 120: 절연층, 130: 게이트 전극층, 140: 소스 전극층, 150: 드레인 전극층, 160: 금속 채널층,
200: 전기소자, 210: 기판, 220: 절연층, 225: 상부 절연층, 230: 상부 게이트 전극층, 240: 소스 전극층, 250: 드레인 전극층, 260: 금속 채널층,
310: 전도성 기판, 320: 절연층, 330: 전해질 용액, 340: 용기, 350: 금속, 355: 금속 이온, 360: 전원, 365: 터널링 전류, 370: 금속 원자 390: 금속 채널층,
410: 전도성 기판, 420: 절연층, 422: 소스 전극층, 424: 드레인 전극층, 430: 전해질 용액, 440: 용기, 450: 금속, 455: 금속 이온, 460: 전원, 465: 터널링 전류, 470: 금속 원자, 480: 전원, 485: 계측기, 490: 금속 채널층, 492: 게이트 유전막, 494: 게이트 전극,
510: 기판, 515: 게이트 전극층, 520: 절연층, 522: 소스 전극층, 524: 드레인 전극층, 590: 금속 채널층, 592: 상부 게이트 유전막, 594: 상부 게이트 전극,
610: 기판, 620: 절연층, 622: 소스 전극층, 624: 드레인 전극층, 625: 베이스 금속층, 626: 포토레지스트 패턴, 627: 비아홀, 628: 컨택 패턴, 630: 전해질 용액, 632: 소스 확장층, 634: 드레인 확장층, 635: 전해질 용액, 640,645: 용기, 650: 전도체, 652: 금속, 655, 656: 금속 이온, 660, 665: 전원, 670: 금속 원자, 680: 전원, 685: 계측기, 690: 금속 채널층, 692: 게이트 유전막, 694: 게이트 전극,
710: 기판, 715: 게이트 전극층, 720: 절연층, 722: 소스 전극층, 724: 드레인 전극층, 732: 소스 확장층, 734: 드레인 확장층, 790: 금속 채널층, 792: 상부 게이트 유전막, 794: 상부 게이트 전극. 100: electrical element, 110: substrate, 120: insulating layer, 130: gate electrode layer, 140: source electrode layer, 150: drain electrode layer, 160: metal channel layer,
200: electric element, 210: substrate, 220: insulating layer, 225: upper insulating layer, 230: upper gate electrode layer, 240: source electrode layer, 250: drain electrode layer, 260: metal channel layer,
310: conductive substrate, 320: insulating layer, 330: electrolyte solution, 340: container, 350: metal, 355: metal ion, 360: power source, 365: tunneling current, 370: metal atom 390: metal channel layer,
410: conductive substrate, 420: insulating layer, 422: source electrode layer, 424: drain electrode layer, 430: electrolyte solution, 440: container, 450: metal, 455: metal ions, 460: power, 465: tunneling current, 470: metal Atomic, 480: power source, 485: instrument, 490: metal channel layer, 492: gate dielectric film, 494: gate electrode,
510: substrate, 515: gate electrode layer, 520: insulating layer, 522: source electrode layer, 524: drain electrode layer, 590: metal channel layer, 592: upper gate dielectric layer, 594: upper gate electrode,
610: substrate, 620: insulating layer, 622: source electrode layer, 624: drain electrode layer, 625: base metal layer, 626: photoresist pattern, 627: via hole, 628: contact pattern, 630: electrolyte solution, 632: source extension layer, 634: drain extension layer, 635: electrolyte solution, 640, 645: container, 650: conductor, 652: metal, 655, 656: metal ion, 660, 665: power, 670: metal atom, 680: power, 685: instrument, 690 : Metal channel layer, 692: gate dielectric film, 694: gate electrode,
710: substrate, 715: gate electrode layer, 720: insulating layer, 722: source electrode layer, 724: drain electrode layer, 732: source extension layer, 734: drain extension layer, 790: metal channel layer, 792: upper gate dielectric film, 794: Top gate electrode.
Claims (33)
(b) 상기 절연층을 포함하는 상기 전도성 기판과 도금 대상인 금속을 전해질 용액에 담그는 단계; 및
(c) 상기 전도성 기판과 상기 금속을 각각 전극으로 사용하여 상기 전도성 기판으로부터 전자가 상기 절연층을 통과하는 터널링 전류가 발생되도록 전압을 인가하여 상기 절연층을 통과한 전자와 상기 전해질 용액 내의 상기 금속의 이온을 결합시킴으로써 상기 절연층 상에 금속 채널층을 형성하는 단계를 포함하는
전기소자의 채널층 형성 방법.(a) providing a conductive substrate having an insulating layer thereon;
(b) dipping the conductive substrate including the insulating layer and a metal to be plated in an electrolyte solution; And
(c) using the conductive substrate and the metal as electrodes, respectively, by applying a voltage to generate a tunneling current through which the electrons pass through the insulating layer from the conductive substrate, the electrons passing through the insulating layer and the metal in the electrolyte solution Forming a metal channel layer on the insulating layer by bonding ions of
Method of forming channel layer of electric element.
상기 전도성 기판은 n형 또는 p형으로 도핑된 반도체 기판인
전기소자의 채널층 형성 방법.The method according to claim 1,
The conductive substrate is a semiconductor substrate doped with n-type or p-type
Method of forming channel layer of electric element.
상기 전도성 기판은 반도체 기판 또는 절연 기판 내에 전도성 패턴을 형성함으로써 이루어지는 전기소자의 채널층 형성 방법.The method according to claim 1,
The conductive substrate is a method for forming a channel layer of an electric element formed by forming a conductive pattern in a semiconductor substrate or an insulating substrate.
상기 전해질 용액은 도금 대상인 상기 금속의 이온을 포함하는 전기소자의 채널층 형성 방법.The method according to claim 1,
The electrolyte solution is a channel layer forming method of an electric element containing ions of the metal to be plated.
상기 금속은 금, 은, 백금, 알루미늄, 납, 하프늄, 탄탈륨, 타이타늄, 구리, 주석 및 팔라듐으로 구성되는 그룹에서 선택되는 어느 하나인 전기소자의 채널층 형성 방법.The method according to claim 1,
And the metal is any one selected from the group consisting of gold, silver, platinum, aluminum, lead, hafnium, tantalum, titanium, copper, tin and palladium.
(b) 단계는 상기 전해질 용액 내에서 상기 금속이 양의 극성을 가지고, 상기 전도성 기판이 음의 극성을 가지도록 전압을 인가하는 전기소자의 채널층 형성 방법. The method according to claim 1,
Step (b) is a method of forming a channel layer of an electric device in which the voltage is applied such that the metal has a positive polarity and the conductive substrate has a negative polarity in the electrolyte solution.
(b) 단계 이전에, 상기 절연층 상에 티올 처리를 실시하는 단계를 추가적으로 포함하여, (b) 단계에서 생성되는 상기 금속과 상기 절연층의 접합력을 증가시키는 전기소자의 채널층 형성 방법.
The method according to claim 1,
Before the step (b), further comprising the step of performing a thiol treatment on the insulating layer, the channel layer forming method of the electric element to increase the bonding force of the metal and the insulating layer produced in the step (b).
(b) 상기 절연층 상에 소스 전극층 및 드레인 전극층을 서로 이격하도록 형성하는 단계;
(c) 상기 절연층, 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층을 포함하는 상기 전도성 기판을 전해질 용액에 담그는 단계; 및
(d) 상기 전도성 기판과 도금 대상인 금속을 각각 전극으로 사용하여 전기도금을 실시하는 단계를 포함하되,
상기 전도성 기판으로부터 상기 절연층을 통과하는 터널링 전류의 전자와 상기 전해질 용액 내의 상기 금속의 이온을 결합시킴으로써 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층 사이에 금속 채널층을 형성하는 전기소자의 제조 방법.(a) forming an insulating layer on the conductive substrate;
(b) forming a source electrode layer and a drain electrode layer on the insulating layer to be spaced apart from each other;
(c) dipping the conductive substrate including the insulating layer, the source electrode layer, and the drain electrode layer in an electrolyte solution; And
(d) performing electroplating using the conductive substrate and the metal to be plated as electrodes, respectively,
And forming a metal channel layer between the source electrode layer and the drain electrode layer by combining electrons of the tunneling current passing through the insulating layer from the conductive substrate with ions of the metal in the electrolyte solution.
상기 전도성 기판은 n형 또는 p형으로 도핑된 반도체 기판인 전기소자의 제조 방법.The method of claim 8,
The conductive substrate is a method of manufacturing an electric element is a semiconductor substrate doped with n-type or p-type.
상기 전도성 기판은 반도체 기판 또는 절연 기판 내에 전도성 패턴을 형성함으로써 이루어지는 전기소자의 제조 방법.The method of claim 8,
The conductive substrate is a method of manufacturing an electrical element formed by forming a conductive pattern in a semiconductor substrate or an insulating substrate.
상기 전도성 패턴은 하부 게이트 전극층이며, 상기 절연층은 하부 게이트 유전막인
전기소자의 제조 방법.The method of claim 10,
The conductive pattern is a lower gate electrode layer, and the insulating layer is a lower gate dielectric layer.
Method of manufacturing an electrical device.
상기 전해질 용액은 도금 대상인 상기 금속의 이온을 포함하는 전기소자의 제조 방법.The method of claim 8,
The electrolyte solution is a manufacturing method of an electric element containing the ions of the metal to be plated.
(d) 단계는 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층 사이에 전압을 인가하고, 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층 사이에 흐르는 전류를 측정하여 상기 금속 채널층을 형성하는 상기 전기도금 공정의 완료 여부를 결정하는 전기소자의 제조 방법.The method of claim 8,
In step (d), a voltage is applied between the source electrode layer and the drain electrode layer, and a current flowing between the source electrode layer and the drain electrode layer is measured to determine whether the electroplating process of forming the metal channel layer is completed. Method of manufacturing an electrical device.
상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층은 금속 박막을 상기 절연층 상에 증착하고 이를 패터닝하여 형성하는 전기소자의 제조 방법.The method of claim 8,
And the source electrode layer and the drain electrode layer are formed by depositing and patterning a metal thin film on the insulating layer.
(e) 상기 금속 채널층 상에 상부 게이트 유전막을 형성하는 단계; 및
(f) 상기 상부 게이트 유전막 상에 상부 게이트 전극층을 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 전기소자의 제조 방법.The method of claim 8,
(e) forming an upper gate dielectric layer on the metal channel layer; And
(f) forming an upper gate electrode layer on the upper gate dielectric layer.
(d) 단계에서, 상기 전해질 용액은 표면활성제를 포함하고, 상기 표면활성제는 상기 절연층 상에 원자층 단위의 상기 금속 채널층이 형성되도록 하는 전기소자의 제조 방법.The method of claim 8,
In step (d), the electrolyte solution comprises a surface active agent, the surface active agent is a method of manufacturing an electric element such that the metal channel layer of the atomic layer unit is formed on the insulating layer.
(d) 단계 이전에, 상기 절연층 상에 티올 처리를 실시하는 단계를 추가적으로 포함하여, (d) 단계에서 생성되는 상기 금속과 상기 절연층의 접합력을 증가시키는 전기소자의 채널층 형성 방법.The method of claim 8,
Before the step (d), further comprising the step of performing a thiol treatment on the insulating layer, the channel layer forming method of the electric element to increase the bonding force of the metal and the insulating layer produced in the step (d).
(d) 단계 이전에, 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층 상에 티올 처리를 실시하는 단계를 추가적으로 포함하여, (d) 단계에서 생성되는 상기 금속이 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층에 부착하는 것을 억제하는 전기소자의 채널층 형성 방법.The method of claim 8,
prior to step (d), further comprising performing a thiol treatment on the source electrode layer and the drain electrode layer to inhibit the metal produced in step (d) from adhering to the source electrode layer and the drain electrode layer. Method of forming channel layer of electric element.
(b) 상기 절연층 상에 소스 전극층 및 드레인 전극층을 서로 이격하도록 형성하는 단계;
(c) 상기 절연층, 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층을 포함하는 상기 전도성 기판 상에 베이스 금속층을 형성하는 단계;
(d) 상기 전도성 기판 상에 포토레지스트를 도포하고, 리소그래피 공정을 통하여 상기 베이스 금속층의 일부분을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
(e) 상기 노출된 베이스 금속층의 상기 일부분을 제거하여 상기 절연층의 일부분을 노출시키는 단계; 및
(f) 전해질 용액 내에서 상기 전도성 기판과 도금 대상인 금속을 각각 전극으로 사용하여 전기도금을 실시하는 단계를 포함하되,
상기 전도성 기판으로부터 상기 절연층을 통과하는 터널링 전류의 전자와 상기 전해질 용액 내의 상기 금속의 이온을 결합시킴으로써 상기 절연층의 상기 일부분 상에 금속 채널층을 형성하는
전기소자의 제조 방법.(a) forming an insulating layer on the conductive substrate;
(b) forming a source electrode layer and a drain electrode layer on the insulating layer to be spaced apart from each other;
(c) forming a base metal layer on the conductive substrate including the insulating layer, the source electrode layer and the drain electrode layer;
(d) applying a photoresist on the conductive substrate and forming a photoresist pattern exposing a portion of the base metal layer through a lithography process;
(e) removing the portion of the exposed base metal layer to expose a portion of the insulating layer; And
(f) performing electroplating in the electrolyte solution using the conductive substrate and the metal to be plated as electrodes, respectively,
Forming a metal channel layer on the portion of the insulating layer by combining electrons of the tunneling current passing through the insulating layer from the conductive substrate with ions of the metal in the electrolyte solution.
Method of manufacturing an electrical device.
(d) 단계의 상기 포토레지스트 패턴은 상기 전기도금에 의해 형성되는 상기 금속 채널층의 길이 또는 폭을 결정하는 전기소자의 제조 방법.The method of claim 19,
and (d) the photoresist pattern determines the length or width of the metal channel layer formed by the electroplating.
(e) 단계는
(e1) 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 전도성 기판에 전기 분해용 전해질 용액을 제공하는 단계; 및
(e2) 상기 전해질 용액과 상기 전도성 기판에 전압을 인가하여 상기 전기 분해용 전해질 용액을 전기 분해하는 단계를 포함하되,
상기 노출된 베이스 금속층의 금속이 상기 전기 분해의 산화 반응에 의해 상기 전기분해용 전해질 용액 내로 이온화됨으로써 상기 노출된 베이스 금속층의 상기 일부분이 식각되는 전기소자의 제조 방법.The method of claim 19,
(e) step
(e1) providing an electrolyte solution for electrolysis on the conductive substrate on which the photoresist pattern is formed; And
(e2) electrolyzing the electrolyte solution for electrolysis by applying a voltage to the electrolyte solution and the conductive substrate,
And the part of the exposed base metal layer is etched by ionizing the exposed metal of the base metal layer into the electrolyte solution for electrolysis by an oxidation reaction of the electrolysis.
상기 전도성 기판은 n형 또는 p형으로 도핑된 반도체 기판인 전기소자의 제조 방법.The method of claim 19,
The conductive substrate is a method of manufacturing an electric element is a semiconductor substrate doped with n-type or p-type.
상기 전도성 기판은 반도체 기판 또는 절연 기판 내에 전도성 패턴을 형성함으로써 이루어지는 전기소자의 제조 방법.The method of claim 19,
The conductive substrate is a method of manufacturing an electrical element formed by forming a conductive pattern in a semiconductor substrate or an insulating substrate.
상기 전도성 패턴은 하부 게이트 전극층이며, 상기 절연층은 하부 게이트 유전막인
전기소자의 제조 방법.The method of claim 19,
The conductive pattern is a lower gate electrode layer, and the insulating layer is a lower gate dielectric layer.
Method of manufacturing an electrical device.
상기 전해질 용액은 도금 대상인 상기 금속의 이온을 포함하는 전기소자의 제조 방법.The method of claim 19,
The electrolyte solution is a manufacturing method of an electric element containing the ions of the metal to be plated.
(f) 단계는 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층 사이에 전압을 인가하고, 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층 사이에 흐르는 전류를 측정하여 상기 금속 채널층을 형성하는 상기 전기도금 공정의 완료 여부를 결정하는 전기소자의 제조 방법.The method of claim 19,
In step (f), a voltage is applied between the source electrode layer and the drain electrode layer, and a current flowing between the source electrode layer and the drain electrode layer is measured to determine whether the electroplating process of forming the metal channel layer is completed. Method of manufacturing an electric device.
(g) 상기 금속 채널층 상에 상부 게이트 유전막을 형성하는 단계; 및
(h) 상기 상부 게이트 유전막 상에 상부 게이트 전극층을 형성하는 단계를 추가적으로 포함하는 전기소자의 제조 방법.The method of claim 19,
(g) forming an upper gate dielectric layer on the metal channel layer; And
and (h) forming an upper gate electrode layer on the upper gate dielectric layer.
(f) 단계에서, 상기 전해질 용액은 표면활성제를 포함하고, 상기 표면활성제는 상기 절연층 상에 원자층 단위의 상기 금속 채널층이 형성되도록 하는 전기소자의 제조 방법.The method of claim 19,
In the step (f), the electrolyte solution comprises a surface active agent, the surface active agent is a method of manufacturing an electric element such that the metal channel layer of the atomic layer unit is formed on the insulating layer.
(f) 단계 이전에, 상기 절연층의 상기 일부분 상에 티올 처리를 실시하는 단계를 추가적으로 포함하여, (f) 단계에서 생성되는 상기 금속과 상기 절연층의 상기 일부분과의 접합력을 증가시키는 전기소자의 채널층 형성 방법.The method of claim 19,
prior to step (f), further comprising performing a thiol treatment on said portion of said insulating layer, thereby increasing the bonding force between said metal produced in step (f) and said portion of said insulating layer. Channel layer formation method.
상기 기판 상에 위치하는 게이트 절연층;
상기 게이트 절연층 상에서 서로 이격하여 배치되는 소스 전극층 및 드레인 전극층;
상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층으로부터 각각 확장되어 서로 마주보도록 배치되는 소스 확장층 및 드레인 확장층; 및
상기 소스 확장층 및 드레인 확장층 사이에 배치되는 전기도금된 금속 채널층을 포함하는 전기소자.A substrate including a gate electrode layer therein;
A gate insulating layer on the substrate;
A source electrode layer and a drain electrode layer spaced apart from each other on the gate insulating layer;
A source extension layer and a drain extension layer extending from the source electrode layer and the drain electrode layer to face each other; And
And an electroplated metal channel layer disposed between the source extension layer and the drain extension layer.
상기 소스 확장층, 상기 드레인 확장층 및 상기 금속 채널층은 동일한 금속으로 이루어지는 전기소자.31. The method of claim 30,
And the source extension layer, the drain extension layer and the metal channel layer are made of the same metal.
상기 소스 확장층 및 상기 드레인 확장층 사이의 거리는 상기 소스 전극층 및 상기 드레인 전극층 사이의 거리보다 짧은 전기소자.31. The method of claim 30,
And the distance between the source extension layer and the drain extension layer is shorter than the distance between the source electrode layer and the drain electrode layer.
상기 금속 채널층 상에 배치되는 상부 게이트 절연층 및 상부 게이트 전극층을 추가적으로 포함하는 전기소자.
31. The method of claim 30,
And an upper gate insulating layer and an upper gate electrode layer disposed on the metal channel layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100030395A KR101186574B1 (en) | 2010-04-02 | 2010-04-02 | method of forming channel layer in electric device and method of manufacturing electric device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100030395A KR101186574B1 (en) | 2010-04-02 | 2010-04-02 | method of forming channel layer in electric device and method of manufacturing electric device using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110111024A KR20110111024A (en) | 2011-10-10 |
KR101186574B1 true KR101186574B1 (en) | 2012-10-08 |
Family
ID=45027314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020100030395A KR101186574B1 (en) | 2010-04-02 | 2010-04-02 | method of forming channel layer in electric device and method of manufacturing electric device using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101186574B1 (en) |
-
2010
- 2010-04-02 KR KR1020100030395A patent/KR101186574B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110111024A (en) | 2011-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ju et al. | Low operating voltage single ZnO nanowire field-effect transistors enabled by self-assembled organic gate nanodielectrics | |
KR101810261B1 (en) | Field effect transistor | |
KR101687983B1 (en) | Method of manufacturing n-doped graphene and electrical components using NH4F, and graphene and electrical components thereby | |
US9748276B2 (en) | Thin film transistor and method of manufacturing the same, array substrate and display device | |
US20110147735A1 (en) | Thin film transistor and method of forming the same | |
US20160190494A1 (en) | Carbon nanotube neuron device and method for making the same | |
US8895425B2 (en) | Method of forming channel layer of electric device and method of manufacturing electric device using the same | |
CN105247696A (en) | Method of manufacturing an organic electronic device and organic electronic device | |
WO2021037335A1 (en) | A negative quantum capacitance field effect transistor | |
JP2009123944A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
US20100327260A1 (en) | Single Electron Transistor Operating at Room Temperature and Manufacturing Method for Same | |
US11201283B2 (en) | Scaled nanotube electrode for low power multistage atomic switch | |
KR101186574B1 (en) | method of forming channel layer in electric device and method of manufacturing electric device using the same | |
KR20100073531A (en) | Self aligned field effect transistor structure | |
JP2014170841A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
Kang et al. | Interfacial oxidized gate insulators for low-power oxide thin-film transistors | |
US10026912B1 (en) | Vertically integrated nanotube and quantum dot LED for active matrix display | |
US8764462B2 (en) | Semiconductor component | |
JP2022516272A (en) | Organic thin film transistor and its manufacturing method | |
CN107369651B (en) | Complementary field effect transistor, preparation method thereof and pixel circuit | |
CN110400841B (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
KR101197145B1 (en) | Vertical thin film transistor | |
US20200020743A1 (en) | Resistance variation element, semiconductor device, and manufacturing method | |
US9490300B2 (en) | Complementary carbon nanotube neuron device | |
JP4156880B2 (en) | Field effect transistor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170824 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180820 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190917 Year of fee payment: 8 |