WO2018079950A1 - 양방향성 트랜지스터와 이를 이용한 누설전류 차단장치 - Google Patents

양방향성 트랜지스터와 이를 이용한 누설전류 차단장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a bidirectional transistor and a leakage current blocking device using the same, and more particularly, to a bidirectional transistor that can prevent the occurrence of leakage current by using a diffusion current having a negative resistance characteristic due to a potential barrier caused by an insulator.
  • the present invention relates to a structure and a manufacturing method of a leakage current blocking electronic device.
  • the electric vehicle market is gradually expanding, and the life of the battery is closely related to the charging method and the discharging phenomenon. Therefore, if the leakage current is removed from time to time, the battery life can be extended.
  • the leakage current blocking sensor is an essential element in an electric vehicle composed of various electronic devices.
  • the battery is short-circuited or discharged electricity, overheating or sparking from the LED light, and the life of electronic devices is shortened because it is not electrically safe. These phenomena can be attributed to various sources of noise and leakage current.
  • the limit of silicon semiconductor technology is reaching the limit on the problem of SiO2 thin film insulation material such as the increase of power consumption due to leakage current, signal interference, etc. as the size of semiconductor device is reduced, and various electronic sensors and displays using semiconductors , Problems caused by leakage current in applications such as smart phones, batteries, etc. are seriously emerging.
  • a bidirectional transistor includes a substrate: a gate electrode formed on the substrate; A gate insulating film formed of the SiOC thin film formed on the substrate and the gate electrode; A source electrode part and a drain electrode part spaced apart from each other on the gate insulating film, wherein the source electrode part and the drain electrode part include a source representative electrode and a drain representative electrode disposed on the left and right sides of the gate electrode over the gate insulating film, and the source The plurality of source sub electrodes and the drain sub electrodes are alternately arranged alternately between the representative electrode and the drain representative electrode.
  • the source sub-electrode and the drain sub-electrode are arranged with the source sub-electrode and the drain sub-electrode spaced apart from each other, and the plurality of source sub-electrodes
  • the drain sub-electrodes are alternately arranged to form a series pattern repeatedly.
  • the allowable dielectric constant of the gate insulating film is characterized in that 0.1-2.5.
  • the allowable leakage current of the gate insulating film is 10-14-10 -10 A or less.
  • the bias of the drain electrode is characterized in that for applying a voltage in the range of 10-4-1V.
  • Another bidirectional transistor includes a substrate; A gate electrode connected to the substrate; An SiOC insulating film formed on the substrate; An interlayer electrode on the SiOC insulating film; An SiOC insulating film formed on the interlayer electrode; A source electrode part and a drain electrode part spaced apart from each other on the SiOC insulating film, wherein the SiOC insulating film and the interlayer electrode are alternately and repeatedly stacked, and the source electrode part and the drain electrode part are disposed on the left and right sides of the SiOC insulating film.
  • a plurality of source sub-electrodes and drain sub-electrodes are arranged between the source representative electrode and the drain representative electrode, and the source representative electrode and the drain representative electrode.
  • the gate electrode is formed in the SiOC insulating film on the substrate.
  • the gate electrode is formed outside the SiOC insulating film on the edge side of the substrate.
  • the gate electrode is formed under the substrate.
  • the plurality of source sub-electrodes and the drain sub-electrodes are arranged with the source sub-electrodes and the drain sub-electrodes spaced apart from each other, and the plurality of source sub-electrodes. And the drain sub-electrodes are alternately arranged to form a series pattern.
  • the allowable dielectric constant of the gate insulating film is characterized in that 0.1-2.5.
  • the interlayer electrode is aluminum (Al), nanowires, graphene, ITO, transparent conductive oxide (TCO) -based transparent electrode, AZO, ZTO, IGZO, ZITO, SiZO, hybrid (composite) Material) It is characterized in that it is made of any one of a transparent electrode, CNT-based transparent electrode.
  • Leakage current blocking device using a bidirectional transistor is connected to the drain electrode; A power source connected to the load; A leakage current blocking device including a source electrode and a gate electrode which are grounded with a negative terminal of the power supply, and a leakage current is blocked between the source electrode and the drain electrode by a diffusion current, wherein the gate electrode and the drain electrode And a bidirectional transistor including a source electrode, the substrate; A gate electrode formed on the substrate; An insulating film made of a SiOC thin film formed on the substrate and the gate electrode; A source electrode part and a drain electrode part spaced apart from each other on the gate insulating film, wherein the source electrode part and the drain electrode part include a source representative electrode and a drain representative electrode disposed on the left and right sides of the gate electrode on the SiOC insulating film, and the source A plurality of source sub-electrodes and drain sub-electrodes are arranged between the representative electrode and the drain representative electrode.
  • the leakage current blocking device using a bidirectional transistor is a substrate; A gate electrode connected to the substrate; An SiOC insulating film formed on the substrate; An interlayer electrode on the SiOC insulating film; An SiOC insulating film formed on the interlayer electrode; A source electrode part and a drain electrode part spaced apart from each other on the SiOC insulating film, wherein the SiOC insulating film and the interlayer electrode are alternately and repeatedly stacked, and the source electrode part and the drain electrode part are disposed on the left and right sides of the SiOC insulating film.
  • a plurality of source sub-electrodes and drain sub-electrodes are arranged between the source representative electrode and the drain representative electrode, and the source representative electrode and the drain representative electrode.
  • the gate electrode is characterized in that the power supply is connected.
  • a variable resistor for controlling sensitivity is connected between the gate electrode and the power supply.
  • the drain electrode is characterized in that the capacitor and the Wheatstone bridge is connected in parallel.
  • the present invention has the effect of providing a function of blocking the leakage current of the bidirectional transistor using the electronic device and the negative resistance characteristics having a function to block the leakage current.
  • the present invention uses a battery discharge and earth leakage breaker, a leakage current blocking sensor of various sensors of an electric vehicle, a leakage current blocking sensor generated from a battery of a smart phone, etc. It has the effect of breaking the current.
  • the present invention has the effect of providing a transistor that detects a signal in the THz range and generates an electrical signal by enabling a circuit design of nm level while using a diffusion current without leakage current.
  • FIG. 1 is a top view of a series pattern diffusion current transistor according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a source drain electrode pattern according to the first embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a series pattern diffusion current transistor according to a first embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a series pattern diffusion current transistor according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a series pattern diffusion current transistor according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a sectional view of a series pattern diffused current transistor according to a fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a sectional view of a series pattern diffused current transistor according to a fifth embodiment.
  • FIG. 8 is a circuit diagram of a DC power supply as a leakage current interrupting device using a directional transistor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a circuit diagram in which a variable resistor and a power are connected to a gate in the embodiment of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of an AC power supply as a leakage current interrupting device using a bidirectional transistor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a graph of transfer characteristics of a bidirectional transistor using a single-layer gate insulating film
  • FIG. 12 is a graph of transfer characteristics of a series pattern diffusion current transistor of the present invention
  • FIG. 13 is a log of transfer characteristics of the series pattern diffusion current transistor of FIG. It is a graph in scale.
  • the present invention provides a bidirectional transistor that generates a diffusion current using a negative resistance caused by a potential barrier (-potential) of an insulating film using only an insulating thin film without using a channel layer, and thus a leakage current. It is related to the blocking device.
  • a typical transistor has a structure in which a source and a drain electrode are separated by a gate electrode and a gate insulating film, and a channel is formed between the source and the drain.
  • the change of the current value is mainly controllable by the channel. Therefore, the transistor cannot be configured by arranging the source and drain electrodes in series and in parallel.
  • a diffusion current is generated by spontaneous polarization generated from a potential difference caused by a potential barrier caused by a depletion layer or an amorphous insulating film.
  • spontaneous polarization characteristics of dielectrics in which (+) diffusion current flows on the opposite side when (-) voltage is applied to SiOC insulation film as gate insulating film, and (-) diffusion current flows on the other side when (+) voltage is applied In the case of using a SiOC thin film as the gate insulating film of the transistor, a bidirectional transistor in which the transistor can be simultaneously made according to the change of the gate electrode can be obtained.
  • the spontaneous polarization characteristic of the dielectric with the negative current flowing to the opposite side forms a diffusion current, and since the diffusion current acts in the direction opposite to the direction of the drift current, the internal potential difference is reduced. Therefore, the spontaneous polarization characteristic of dielectrics with low dielectric constant is characterized by the fact that when SiOC insulating film is used between metal / semiconductor interfaces where the increase of resistance due to metal contact may be a problem, the potential barrier caused by the insulating film causes diffusion current and diffusion current. Since the opposite to the direction of the drift current applied to the metal, the effect of increasing the resistance in the metal contact disappears and as a result a lot of current flows through the metal contact.
  • the bidirectional transfer characteristic in which the leakage current is cut off can maximize the effect of reducing contact resistance at the interface, thereby increasing the efficiency of the electronic device without leakage current while more diffusion current flows.
  • FIG. 1 is a top view of a series pattern diffusion current transistor according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a source drain electrode pattern according to the first embodiment of FIG. 1
  • FIG. 3 is a first embodiment of FIG. Is a cross-sectional view of a series pattern diffusion current transistor according to the present invention.
  • a bidirectional transistor using a diffusion current includes a gate electrode 203 formed on the substrate 300, the substrate 300 and the gate electrode.
  • a metal wiring is disposed between the drain representative electrode 201 and the source representative electrode 202 to amplify an electrical signal (voltage) and increase sensitivity.
  • the transistor according to the present invention has a structure in which a source electrode 202 and a drain electrode 201 are stacked on the gate insulating layer 100 without a channel layer.
  • the gate insulating film 100 is made of a SiOC thin film, the dielectric constant is preferably 1.0-2.5.
  • the leakage current range of the gate insulating film 100 is 10-14-10-10 A or less and has no polarization characteristic. In order to be amorphous it is essential.
  • a SiOC thin film to be used as a gate insulating film may be sputtered, ICP-CVD, PE-CVD method, and is manufactured through a heat treatment process after deposition.
  • the carbon content of the SiOC target is preferably in the range of 0.05-15%.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a series pattern diffusion current transistor according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a series pattern diffusion current transistor according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. Fig. 7 is a cross sectional view of the series pattern diffused current transistor according to the fifth embodiment.
  • a gate electrode 203 connected to a substrate 300, an interlayer electrode 400 on the substrate, and an SiOC formed on the interlayer electrode 400 are provided.
  • the insulating film 100 includes a source electrode part and a drain electrode part spaced apart from each other on the interlayer electrode, and the SiOC insulating film 100 formed on the interlayer electrode and the interlayer electrode is alternately stacked.
  • the source electrode portion and the drain electrode portion may include a source representative electrode 202 and a drain representative electrode 201 disposed on the left and right sides of the SiOC insulating layer 100, and the source representative electrode 202 and the drain representative electrode 201.
  • a plurality of source sub-electrodes and a drain sub-electrode are arranged between the drain and the sub-electrodes 211, the source sub-electrodes 212, the drain sub-electrodes 221, the source sub-electrodes 222, and the drain sub-electrodes. 231, the source and drain electrodes are alternately arranged in series in a structure in which the source sub-electrodes 232 are continuously repeated.
  • the dielectric constant of the SiOC thin film is preferably 1.0-2.5, and the leakage current range of the SiOC thin film 100 is 10-14-10-10 A or less as in the first embodiment.
  • it in order to have no polarization characteristic, it must be amorphous.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a series pattern diffusion current transistor according to a third embodiment of the present invention.
  • the gate electrode is formed inside the SiOC insulating film 100 on the substrate. will be.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a series pattern diffusion current transistor according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the gate electrode is formed on the edge of the SiOC insulating film 100 on the side of the substrate. It is formed on the outside.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a series pattern diffusion current transistor according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the gate electrode is formed under the substrate.
  • the interlayer electrode 400 of the bidirectional diffusion current transistor according to the second to fifth embodiments may be formed of aluminum (Al), nanowires, graphene, ITO, transparent conductive oxide (TCO) -based transparent electrodes, AZO, ZTO. , IGZO, ZITO, SiZO, hybrid (composite material) transparent electrode, CNT-based transparent electrode made of any one.
  • the interlayer electrode 400 is placed on the substrate 300, and the drain representative electrode 201 and the source representative are placed on the substrate composed of the SiOC insulating film 100 thereon.
  • the electrode 202 and the source and drain electrodes having a plurality of series forms are alternately arranged.
  • FIG. 8 is a circuit diagram of a DC power supply as a leakage current interrupting device using a directional transistor according to an embodiment of the present invention.
  • a leakage current blocking device using a bidirectional transistor may include a load 20 connected to a drain electrode D, a power supply 30 connected to the load 20, and a ground ( ⁇ ) terminal of the power supply.
  • a leakage current blocking device including a source electrode S and a gate electrode G, and capable of blocking a leakage current by a diffusion current between the source electrode S and the drain electrode D.
  • the bidirectional transistor 10 including the drain electrode and the source electrode uses the bidirectional transistor shown in FIGS. 1 to 7.
  • a metal wiring is disposed between the drain representative electrode 201 and the source representative electrode 202 to amplify an electrical signal (voltage) and increase sensitivity.
  • the electrodes are alternately arranged repeatedly.
  • the bidirectional transistor using the diffusion current according to the second embodiment shown in FIG. 2 includes a gate electrode 203 connected to the substrate 300, an interlayer electrode 400 on the substrate, and the interlayer electrode 400.
  • a SiOC insulating film 100 formed thereon, a source electrode part and a drain electrode part spaced apart from each other on the interlayer electrode, and the SiOC insulating film 100 formed on the interlayer electrode and the interlayer electrode is repeatedly alternately stacked. do.
  • the source electrode portion and the drain electrode portion may include a source representative electrode 202 and a drain representative electrode 201 disposed on the left and right sides of the SiOC insulating layer 100, and the source representative electrode 202 and the drain representative electrode 201.
  • a plurality of source sub-electrodes and a drain sub-electrode are arranged between the drain and the sub-electrodes 211, the source sub-electrodes 212, the drain sub-electrodes 221, the source sub-electrodes 222, and the drain sub-electrodes. 231, the source and drain electrodes are alternately arranged in series in a structure in which the source sub-electrodes 232 are continuously repeated.
  • FIG. 8 is a circuit diagram of a leakage current interruption utilization circuit using a bidirectional transistor, and employs a diffusion current flowing through an insulator.
  • the leakage current when a series connection is made to a portion of the leakage current, when a drift current is inputted to the input terminal S, the leakage current can be eliminated while passing through the transistor according to the first embodiment of the present invention while changing to a diffusion current. have. At the output stage D, the drift current is converted again to conduct electricity.
  • the insulating layer may be stacked vertically or the source-drain electrodes may be arranged several times to amplify the diffusion current.
  • FIG. 9 is a circuit diagram in which the variable resistor 50 and the power source 40 are connected to a gate in the embodiment of FIG. 8, and the variable resistor 50 for controlling the sensitivity between the gate electrode G and the power source 50 is shown in FIG. ) Is connected.
  • the gate diffusion current by the gate electrode is a circuit diagram showing the effect of changing the signal current as a diffusion current between the source and the drain, affected by the gate voltage and the gate resistance.
  • the amount of diffusion current flowing between the source and the drain can be controlled by the gate electrode.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of an AC power supply as a leakage current interrupting device using a bidirectional transistor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a graph of transfer characteristics of a bidirectional transistor using a single-layer gate insulating film
  • FIG. 13 is a graph of transfer characteristics of a series pattern diffusion current transistor of the present invention
  • FIG. 13 is a log of transfer characteristics of the series pattern diffusion current transistor of FIG. It is a graph in scale.
  • the linear characteristic of the IDS-VGS transfer characteristic is the drain current in the positive direction when the gate voltage is changed from the negative direction to the negative direction. Change, indicating bidirectionality.
  • the thin film transistor is (+ When the source drain current flows and the voltage applied to the gate electrode 203 is a positive bias, a negative source drain current flows.
  • FIG. 13 illustrates mobility and on / off characteristics converted to log scale for the IDS-VGS transfer characteristic of FIG. 12. As shown, the smaller the drain voltage, the higher the stability of the transfer characteristic and the higher the mobility.
  • the drain bias is preferably applied to a voltage of 10-4-1V range.

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Abstract

본 발명은 양방향성 트랜지스터와 이를 이용한 누설전루 차단장치에 관한 것으로, 양방향 트랜지터는 기판: 상기 기판 위에 형성되는 게이트 전극; 상기 기판과 상기 게이트 전극 위에 형성되는 SiOC 박막으로 이루어진 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 위에 서로 이격하여 형성되는 소스 전극부 및 드레인 전극부를 포함하고, 상기 소스 전극부와 드레인 전극부는, 상기 게이트 절연막 위로 상기 게이트 전극 좌우에 배치되는 소스 대표전극 및 드레인 대표전극과, 상기 소스 대표전극 및 드레인 대표전극 사이에 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극을 교대로 반복하여 배열한 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

양방향성 트랜지스터와 이를 이용한 누설전류 차단장치
본 발명은 양방향성 트랜지스터와 이를 이용한 누설전류 차단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절연체에 의한 전위장벽 때문에 부성저항 특징을 갖는 확산전류를 이용하여 누설전류의 발생을 원천적으로 방지할 수 있는 양방향성 트랜지스터 및 누설전류 차단 전자소자의 구조와 제조방법에 관한 것이다.
최근 전기차 시장이 점차 확대되고 있으며, 배터리의 수명은 충전방법과 방전현상과 밀접한 관련이 있어서 수시로 누설전류를 제거하게 되면 배터리의 수명은 연장될 수 있다.
또한, 여러가지 전자장치로 구성된 전기차에서 누설전류 차단센서는 필수적인 요소이다. 하지만 현실적으로 배터리는 전기가 누전되거나 방전되는 현상이 나타나고, LED 전등에서 과열 되거나 스파크가 발생하는 현상 등이 나타나며, 전기적으로 안전하지 않아서 전자장치들의 수명이 짧아지는 현상들이 나타난다. 이러한 현상들은 다양한 원인으로 노이즈와 누설전류의 발생에서 원인을 찾을 수 있다.
기존에는 누설전류를 차단하기 위해서 제너다이오드를 사용하여 전압이 일정 전압보다 떨어지게 되면 이를 차단시키는 차단기, 혹은 정전압제어기를 사용하여 전자장치를 보호하였으나 누설전류 자체를 발생시키지 않을 경우 이러한 문제는 자연히 해결이 된다.
따라서, 누설전류를 원천적으로 차단하게 되면 과열되거나 스파크 발생 현상 등은 나타나지 않게 된다.
한편, 실리콘 반도체 기술의 한계는 반도체 소자의 크기가 작아지면서 누설전류, 신호간섭 등으로 전력소비가 증가하는 등 SiO2 박막 절연물질에 대한 문제에서 한계에 다다르고 있으며, 반도체를 이용한 각종 전자센서, 디스플레이, 스마트폰, 배터리 등 어플리케이션 등에서 누설전류로 인한 문제점이 심각하게 대두되고 있다.
본 발명에 따른 양방향성 트랜지스터는 기판: 상기 기판 위에 형성되는 게이트 전극; 상기 기판과 상기 게이트 전극 위에 형성되는 SiOC 박막으로 이루어진 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 위에 서로 이격하여 형성되는 소스 전극부 및 드레인 전극부를 포함하고, 상기 소스 전극부와 드레인 전극부는, 상기 게이트 절연막 위로 상기 게이트 전극 좌우에 배치되는 소스 대표전극 및 드레인 대표전극과, 상기 소스 대표전극 및 드레인 대표전극 사이에 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극을 교대로 반복하여 배열한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 양방향성 트랜지스터에 있어서, 상기 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극이 상기 소스 대표전극 및 드레인 대표전극 사이에 소스 서브전극, 드레인 서브전극이 서로 이격하여 배열되고, 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극이 번갈아가며 반복하여 직렬패턴을 형성하며 배치된 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 양방향성 트랜지스터에 있어서, 상기 게이트 절연막의 허용 유전상수는 0.1-2.5인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 양방향성 트랜지스터에 있어서, 상기 게이트 절연막의 허용 누설전류의 범위는 10-14 - 10-10 A이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 양방향성 트랜지스터에 있어서, 상기 드레인 전극의 바이어스는 10-4 - 1V 범위의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 다른 양방향성 트랜지스터는 기판; 상기 기판에 연결되는 게이트 전극; 상기 기판 위에 형성되는 SiOC 절연막; 상기 SiOC 절연막 위에 되는 층간전극; 상기 층간전극 위에 형성되는 SiOC 절연막; 상기 SiOC 절연막 위에 서로 이격하여 형성되는 소스 전극부 및 드레인 전극부를 포함하며, 상기 SiOC 절연막과 상기 층간전극은 교대로 반복하여 적층되며, 상기 소스 전극부와 드레인 전극부는, 상기 SiOC 절연막 위로 좌우에 배치되는 소스 대표전극 및 드레인 대표전극과, 상기 소스 대표전극 및 드레인 대표전극 사이에 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극을 배열한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 다른 양방향성 트랜지스터에 있어서, 상기 게이트 전극은 상기 기판 위에 상기 SiOC 절연막 내부에 형성된 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 다른 양방향성 트랜지스터에 있어서, 상기 게이트 전극은 상기 기판 위의 가장자리 쪽에 상기 SiOC 절연막 외부에 형성된 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 다른 양방향성 트랜지스터에 있어서, 상기 게이트 전극은 상기 기판의 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 다른 양방향성 트랜지스터에 있어서, 상기 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극이 상기 소스 대표전극 및 드레인 대표전극 사이에 소스 서브전극, 드레인 서브전극이 서로 이격하여 배열되고, 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극이 번갈아가며 반복하여 직렬패턴을 형성하며 배치된 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 다른 양방향성 트랜지스터에 있어서, 상기 게이트 절연막의 허용 유전상수는 0.1-2.5인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 다른 양방향성 트랜지스터에 있어서, 상기 층간전극은 알루미늄(Al), 나노와이어, 그래핀, ITO, 투명전도성 산화물(TCO)기반 투명전극, AZO, ZTO, IGZO, ZITO, SiZO, 하이브리드(복합소재) 투명전극, CNT 기반 투명전극 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치는, 드레인 전극에 연결되는 부하; 상기 부하에 연결되는 전원; 상기 전원의 (-) 단자와 접지되는 소스 전극과 게이트 전극을 포함하고, 상기 소스 전극과 드레인 전극 사이에는 확산전류에 의하여 누설전류를 차단할 수 있도록 한 누설전류 차단장치로서, 상기 게이트 전극과 드레인 전극 및 소스 전극을 포함하는 양방향성 트랜지스터는, 기판; 상기 기판 위에 형성되는 게이트 전극; 상기 기판과 상기 게이트 전극 위에 형성되는 SiOC 박막으로 이루어진 절연막; 상기 게이트 절연막 위에 서로 이격하여 형성되는 소스 전극부 및 드레인 전극부를 포함하고, 상기 소스 전극부와 드레인 전극부는, 상기 SiOC 절연막 위로 상기 게이트 전극 좌우에 배치되는 소스 대표전극 및 드레인 대표전극과, 상기 소스 대표전극 및 드레인 대표전극 사이에 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극을 배열한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치에 있어서, 상기 양방향성 트랜지스터는 기판; 상기 기판에 연결되는 게이트 전극; 상기 기판 위에 형성되는 SiOC 절연막; 상기 SiOC 절연막 위에 되는 층간전극; 상기 층간전극 위에 형성되는 SiOC 절연막; 상기 SiOC 절연막 위에 서로 이격하여 형성되는 소스 전극부 및 드레인 전극부를 포함하며, 상기 SiOC 절연막과 상기 층간전극은 교대로 반복하여 적층되며, 상기 소스 전극부와 드레인 전극부는, 상기 SiOC 절연막 위로 좌우에 배치되는 소스 대표전극 및 드레인 대표전극과, 상기 소스 대표전극 및 드레인 대표전극 사이에 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극을 배열한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치에 있어서, 상기 게이트 전극에는 전원이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치에 있어서, 상기 게이트 전극과 상기 전원 사이에는 감도를 제어하기 위한 가변저항이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치에 있어서, 상기 드레인 전극에는 커패시터와 휘스톤 브리지가 병렬연결되는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은 누설전류를 차단하는 기능을 갖는 전자소자와 부성저항 특성을 이용한 양방향성 트랜지스터의 누설전류 차단의 기능을 제공하는 효과가 있다.
본 발명은 누설전류에 의하여 문제가 발행하는 밧데리 방전 및 누전차단 장치, LED 전등의 정전압센서, 전기자동차의 각종센서의 누설전류차단 센서, 스마트 폰의 밧데리에서 발생하는 누설전류 차단센서 등에 이용하여 누설전류를 차단하는 효과가 있다.
본 발명은 누설전류가 없는 확산전류를 이용하면서도 nm 수준의 회로 설계가 가능하여 THz 범위의 신호를 감지하고 전기적인 신호를 발생시키는 트랜지스터를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 상면도이다.
도 2는 도 1의 제1실시예에 따른 소스 드레인 전극패턴이다.
도 3은 도 1의 제1실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 단면도이다.
도6은 제4실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 단면도이다.
도7은 제5실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 단면도이다.
도8은 본 발명의 실시예에 따른 방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치로서 직류전원의 회로도이다.
도9는 도8의 실시예에서 게이트에 가변저항과 전원을 연결한 회로도이다.
도10은 본 발명의 실시예에 따른 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치로서 교류전원의 회로도이다.
도11은 단일층 게이트 절연막을 사용한 양방향성 트랜지스터의 전달특성 그래프이고, 도 12는 본 발명의 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 전달특성 그래프이며, 도 13은 도 11의 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 전달특성을 로그스케일로 나타낸 그래프이다.
본 발명은 누설전류로 인한 문제점을 해결하기 위하여 채널층을 사용하지 않고 절연박막만을 사용하여 절연막의 전위장벽(-전위)에 의한 부성저항을 이용하여 확산전류를 발생시키는 양방향성 트랜지스터와 이에 따른 누설전류차단장치와 관련된 것이다.
일반적인 트랜지스터의 구조는 소스와 드레인 전극이 게이트 전극과 게이트 절연막에 의해서 분리되어 있으며, 소스와 드레인 사이에 채널이 형성되는 구조를 갖는다. 또한, 전류 값의 변경은 채널에 의해서 주로 제어 가능하다. 따라서 소스와 드레인 전극을 직렬, 병렬 형태로 배열하여 트랜지스터를 구성할 수가 없다.
채널층이 없는 트랜지스터는 공핍층 혹은 비정질 절연막으로 인한 전위장벽에 의한 전위차로부터 발생되는 자발분극에 의한 확산전류가 발생하게 된다. 확산전류의 전달특성으로 게이트 절연막으로서 SiOC 절연막에 (-)전압을 걸면 반대편에 (+)확산전류가 흐르고, 반대로 (+)전압을 걸면 반대편에 (-)확산전류가 흐르는 유전체의 자발적인 분극특성을 이용하여 트랜지스터의 게이트 절연막을 SiOC 박막을 사용할 경우 게이트 전극의 변화에 따라서 트랜지스터가 동시에 가능한 양방향성 트랜지스터를 얻을 수 있다.
(+)전압을 걸면 반대편에 (-)전류가 흐르는 유전체의 자발적인 분극특성은 확산전류를 형성하며, 확산전류는 드리프트 전류의 방향과 반대방향으로 작용하기 때문에 내부 전위차를 감소시키는 효과가 있다. 따라서 저 유전상수를 갖는 유전체의 자발적인 분극 특성은, 금속접촉에 의한 저항의 증가가 문제가 될 수 있는 금속/반도체 계면 사이에 SiOC 절연막을 사용할 경우, 절연막에 의한 전위장벽이 확산전류 발생시키고 확산전류는 금속에 인가되는 드리프트 전류의 방향과 반대로 작용하기 때문에 금속 접촉시 저항이 증가하는 효과가 사라지게 되며 결과적으로 금속접촉을 통하여 많은 전류가 흐르게 된다.
따라서 누설전류가 차단된 양방향성 전달특성의 트랜지스터는 계면에서의 접촉저항 감소효과를 극대화할 수 있어서 더 많은 확산전류가 흐르면서도 누설전류가 없는 전자소자의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 SiOC 게이트 절연막에 흐르는 확산전류를 발생시키는 트랜지스터와 확산전류를 이용한 누설전류 차단 전자소자의 구조 및 제조방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 상면도이고, 도 2는 도 1의 제1실시예에 따른 소스 드레인 전극패턴이며, 도 3은 도 1의 제1실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 단면도이다.
도 1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 확산전류를 이용한 양방향성 트랜지스터는, 상기 기판(300) 위에 형성되는 게이트 전극(203)과, 상기 기판(300)과 상기 게이트 전극 위에 형성되는 SiOC 박막으로 이루어진 게이트 절연막(100), 상기 게이트 절연막(100) 위에 서로 이격하여 형성되는 소스 전극부 및 드레인 전극부를 포함한다.
또한, 게이트 절연막(100) 위에 드레인과 소스 신호선을 설치할 경우 전기신호(전압)를 증폭시키고 감도를 높일 수 있도록 드레인 대표전극(201)과 소스 대표전극(202) 사이에 금속배선을 드레인 서브전극(211), 소스 서브전극(212), 드레인 서브전극(221), 소스 서브전극(222), 드레인 서브전극(231), 소스 서브전극(232)이 계속해서 반복하는 구조의 직렬형태로 소스와 드레인 전극이 교대로 반복하여 배열한 것을 보여준다.
본 발명에 따른 트랜지스터는 채널층이 있는 기존의 트랜지스터와 달리 채널층 없이 상기 게이트 절연막(100) 위에 소스 전극(202)과 드레인 전극(201)이 적층이 되는 구조로 이루어져 있다. 이때, 상기 게이트 절연막(100)은 SiOC 박막으로 이루어지며, 유전상수는 1.0-2.5 인 것이 바람직하다.
또한, SiOC 박막을 사용한 확산전류를 이용하여 반도체 트랜지스터를 제작하는데 있어서 고감도 전자센서를 제작하기 위해서는 게이트 절연막(100)의 누설전류의 범위는 10-14-10-10 A이하이면서 분극의 특성이 없기 위해서는 비정질 특성이어야 하는 것이 필수적이다.
본 발명에 따른 트랜지스터는, 게이트 절연막으로 사용할 SiOC 박막은 스퍼터링, ICP-CVD, PE-CVD 방법이 있을 수 있으며, 증착 후 열처리 과정을 통하여 제작된다.
SiOC 박막 구성에 포함된 분극을 줄이기 위해서, 즉 탄소와 산소에 의해 증가될 수 있는 분극을 낮게 하기 위해서는 탄소함량을 조절해야 하는데, 이때 타켓의 탄소함량이 0.1% 이하일 경우에는 SiOC 박막 형성이 어렵게 되므로 상기 게이트 절연막(100)의 유전상수를 1.0-2.5 범위로 제한하기 위해서는 SiOC 타겟의 조성 중 탄소함량이 0.05-15% 범위인 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 단면도이고, 도6은 제4실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 단면도이고, 도7은 제5실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 단면도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 확산전류를 이용한 양방향성 트랜지스터는, 기판(300)에 연결되는 게이트 전극(203), 상기 기판 위에 되는 층간전극(400), 상기 층간 전극(400) 위에 형성되는 SiOC 절연막(100), 상기 층간 전극 위에 서로 이격하여 형성되는 소스 전극부 및 드레인 전극부를 포함하며, 상기 층간전극과 상기 층간 전극 위에 형성되는 상기 SiOC 절연막(100)은 반복하여 교대로 적층된다.
또한, 상기 소스 전극부와 드레인 전극부는, 상기 SiOC 절연막(100) 위로 좌우에 배치되는 소스 대표전극(202) 및 드레인 대표전극(201)과, 상기 소스 대표전극(202) 및 드레인 대표전극(201) 사이에 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극을 배열하여 금속배선을 드레인 서브전극(211), 소스 서브전극(212), 드레인 서브전극(221), 소스 서브전극(222), 드레인 서브전극(231), 소스 서브전극(232)이 계속해서 반복하는 구조의 직렬형태로 소스와 드레인 전극이 교대로 반복하여 배열한다.
또한, 제2의 실시예에서도 제1실시예에서와 동일하게 SiOC 박막의 유전상수는 1.0-2.5인 것이 바람직하고, SiOC 박막(100)의 누설전류의 범위는 10-14-10-10 A이하이면서 분극의 특성이 없기 위해서는 비정질 특성이어야 하는 것이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 단면도로서, 도4에 도시된 본 발명의 제2실시예에서 상기 게이트 전극은 상기 기판 위에 상기 SiOC 절연막(100) 내부에 형성된 것이다.
도6은 본 발명의 제4실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 단면도로서, 도4에 도시된 본 발명의 제2실시예에서 상기 게이트 전극은 상기 기판 위의 가장자리 쪽에 상기 SiOC 절연막(100) 외부에 형성된 것이다.
또한, 도7은 본 발명의 제5실시예에 따른 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 단면도로서, 도4에 도시된 본 발명의 제2실시예에서 상기 게이트 전극은 상기 기판의 하부에 형성된 것이다.
또한, 제2실시예 내지 제5실시예에 따른 양방향성 확산전류 트랜지스터의 층간전극(400)은 알루미늄(Al), 나노와이어, 그래핀, ITO, 투명전도성 산화물(TCO)기반 투명전극, AZO, ZTO, IGZO, ZITO, SiZO, 하이브리드(복합소재) 투명전극, CNT 기반 투명전극 중 어느 하나로 이루어지는 것이다.
제2실시예 내지 제5실시예에 따른 양방향성 확산전류 트랜지스터는 기판(300) 위에 층간전극(400)이 올려지고, 그 위에 SiOC 절연막(100)으로 구성된 기판에 드레인 대표전극(201)과 소스 대표전극(202) 및 다수의 직렬형태를 갖는 소스 및 드레인 전극이 번갈아가며 반복적으로 배치된 상태를 보여준다.
도8은 본 발명의 실시예에 따른 방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치로서 직류전원의 회로도이다.
도8을 참조하면 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치는 드레인 전극(D)에 연결되는 부하(20), 상기 부하(20)에 연결되는 전원(30), 상기 전원의 (-) 단자와 접지되는 소스 전극(S)과 게이트 전극(G)을 포함하고, 상기 소스 전극(S)과 드레인 전극(D) 사이에는 확산전류에 의하여 누설전류를 차단할 수 있도록 한 누설전류 차단장치로서, 상기 게이트 전극과 드레인 전극 및 소스 전극을 포함하는 양방향성 트랜지스터(10)는, 도1 내지 도 7에 도시된 양방향성 트랜지스터를 이용하게 된다.
도1에 도시된 제1실시예의 양방향성 트랜지스터를 이용한 전자 센서의 경우에는 기판(300) 위에 형성되는 게이트 전극(203)과, 상기 기판(300)과 상기 게이트 전극 위에 형성되는 SiOC 박막으로 이루어진 게이트 절연막(100), 상기 게이트 절연막(100) 위에 서로 이격하여 형성되는 소스 전극부 및 드레인 전극부를 포함한다.
또한, 게이트 절연막(100) 위에 드레인과 소스 신호선을 설치할 경우 전기신호(전압)를 증폭시키고 감도를 높일 수 있도록 드레인 대표전극(201)과 소스 대표전극(202) 사이에 금속배선을 드레인 서브전극(211), 소스 서브전극(212), 드레인 서브전극(221), 소스 서브전극(222), 드레인 서브전극(231), 소스 서브전극(232)이 계속해서 반복하는 구조의 직렬형태로 소스와 드레인 전극이 교대로 반복하여 배열한 것이다.
또한, 도2에 도시된 제2실시예에 따른 확산전류를 이용한 양방향성 트랜지스터는, 기판(300)에 연결되는 게이트 전극(203), 상기 기판 위에 되는 층간전극(400), 상기 층간 전극(400) 위에 형성되는 SiOC 절연막(100), 상기 층간 전극 위에 서로 이격하여 형성되는 소스 전극부 및 드레인 전극부를 포함하며, 상기 층간전극과 상기 층간 전극 위에 형성되는 상기 SiOC 절연막(100)은 반복하여 교대로 적층된다.
또한, 상기 소스 전극부와 드레인 전극부는, 상기 SiOC 절연막(100) 위로 좌우에 배치되는 소스 대표전극(202) 및 드레인 대표전극(201)과, 상기 소스 대표전극(202) 및 드레인 대표전극(201) 사이에 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극을 배열하여 금속배선을 드레인 서브전극(211), 소스 서브전극(212), 드레인 서브전극(221), 소스 서브전극(222), 드레인 서브전극(231), 소스 서브전극(232)이 계속해서 반복하는 구조의 직렬형태로 소스와 드레인 전극이 교대로 반복하여 배열한다.
도8은 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단 활용 회로도로서, 절연체에서 흐르는 확산전류를 이용하는 구조이다.
도8에서, 누설전류가 흐르는 부분에 직렬연결을 해 주면 입력단(S)으로 드리프트 전류가 들어오면 본 발명의 제 1실시 예에 따른 트랜지스터를 통과하는 동안은 확산전류로 변하면서 누설전류를 없앨 수 있다. 그리고 출력단(D)에서는 다시 드리프트 전류로 변환되어 전기가 도통된다. 온도가 높아지면 전위장벽이 더 높아지게 되므로 저항은 커지고 전류는 작아지게 되면 정전압센서로 활용도 가능해진다. 용량을 높이기 위해서 절연층을 수직으로 적층하거나 소스-드레인 전극을 여러 번 배열하여 확산전류를 증폭할 수 있다.
도9는 도8의 실시예에서 게이트에 가변저항(50)과 전원(40)을 연결한 회로도로, 상기 게이트 전극(G)과 상기 전원(50) 사이에는 감도를 제어하기 위한 가변저항(50)이 연결되어 있다.
게이트전극에 의한 게이트 확산전류는 게이트 전압과 게이트 저항에 의하여 영향을 받고 소스-드레인 사이의 확산전류로서 신호전류가 변화하는 효과를 나타내는 회로도이다. 소스-드레인 사이에 흐르는 확산전류의 양이 게이트 전극에 의해서 제어될 수 있다.
도10은 본 발명의 실시예에 따른 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치로서 교류전원의 회로도이다.
도10은 도9에서 상기 드레인 전극에 연결되는 전원부는 휘스톤 브리지를 포함하는 교류전원(90)이 연결되며, 커패시터(70)와 휘스톤 브리지(80)가 병렬연결는 것을 특징으로 하는 것이다.
일반 임베디드회로 설계시 혹은 전력이 큰 대전력에서 사용하기 위한 회로도로서, 높은 전압이 걸리더라도 센서 내에서 확산전류로 구동되기 때문에 과전압이 걸리지 않으며, 누설전류가 차단되므로 수명이 길어진다.
도11은 단일층 게이트 절연막을 사용한 양방향성 트랜지스터의 전달특성 그래프이고, 도 13는 본 발명의 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 전달특성 그래프이며, 도 13은 도 11의 직렬패턴 확산전류 트랜지스터의 전달특성을 로그스케일로 나타낸 그래프이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 단일층 게이트 절연막을 사용한 양방향성 트랜지스터의 전달특성 그래프에서는 전류가 -10-6 A 수준으로 매우 낮은 전류가 흐르고 있다. 반면에, 도 12에 도시된 바와 같이, 직렬패턴의 영향으로 -10-4 A 수준으로 전류값이 높아졌음을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1실시예에 따라 트랜지스터가 직렬배선 구조인 경우, IDS-VGS 전달특성의 선형특성은 게이트 전압이 음의 방향에서 양의 방향으로 달라질 때 드레인 전류는 양방향에서 음의 방향으로 변하면서, 양방향성을 나타낸다. 비정질 구조 유전체의 자발분극에 의한 확산전류의 터널링 현상을 나타내는 게이트 절연막(100)의 특성에 의하여 상기 게이트 전극(203)에 인가되는 전압이 음(-)의 바이어스인 경우에는 상기 박막 트랜지스터는 (+) 소스드레인 전류가 흐르고, 상기 게이트 전극(203)에 인가되는 전압이 양(+)의 바이어스인 경우에는 (-) 소스드레인 전류가 흐르게 된다.
도 13은 도 12의 IDS-VGS 전달특성에 대하여 로그스케일로 변환한 이동도와 on/off 특성을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 드레인 전압이 작을수록 전달특성의 안정도가 높아지고 이동도는 증가하는 것을 나타낸다.
도 13을 참조하면, 반도체와 게이트 절연막 사이의 계면에서 소수 케리어의 터널링이 이루어지기 위해서는 드레인 전압이 작을수록 유리하다. 이때, 터널링이 되기 위한 조건으로 드레인 바이어스는 10-4-1 V 범위의 전압을 인가하는 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 위에 형성되는 게이트 전극;
    상기 기판과 상기 게이트 전극 위에 형성되는 SiOC 박막으로 이루어진 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 위에 서로 이격하여 형성되는 소스 전극부 및 드레인 전극부를 포함하고,
    상기 소스 전극부와 드레인 전극부는,
    상기 게이트 절연막 위로 상기 게이트 전극 좌우에 배치되는 소스 대표전극 및 드레인 대표전극과,
    상기 소스 대표전극 및 드레인 대표전극 사이에 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극을 교대로 반복하여 배열한 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극이 상기 소스 대표전극 및 드레인 대표전극 사이에 소스 서브전극, 드레인 서브전극이 서로 이격하여 배열되고, 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극이 번갈아가며 반복하여 직렬패턴을 형성하며 배치된 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 절연막의 허용 유전상수는 0.1-2.5인 것을 특징으로 하는 양방항성 트랜지스터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 절연막의 허용 누설전류의 범위는 10-14 - 10-10 A이하인 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 드레인 전극의 바이어스는 10-4 - 1V 범위의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터.
  6. 기판;
    상기 기판에 연결되는 게이트 전극;
    상기 기판 위에 형성되는 SiOC 절연막;
    상기 SiOC 절연막 위에 되는 층간전극;
    상기 층간전극 위에 형성되는 SiOC 절연막;
    상기 SiOC 절연막 위에 서로 이격하여 형성되는 소스 전극부 및 드레인 전극부를 포함하며,
    상기 SiOC 절연막과 상기 층간전극은 교대로 반복하여 적층되며,
    상기 소스 전극부와 드레인 전극부는,
    상기 SiOC 절연막 위로 좌우에 배치되는 소스 대표전극 및 드레인 대표전극과,
    상기 소스 대표전극 및 드레인 대표전극 사이에 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극을 배열한 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 게이트 전극은 상기 기판 위에 상기 SiOC 절연막 내부에 형성된 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 게이트 전극은 상기 기판 위의 가장자리 쪽에 상기 SiOC 절연막 외부에 형성된 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 게이트 전극은 상기 기판의 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극이 상기 소스 대표전극 및 드레인 대표전극 사이에 소스 서브전극, 드레인 서브전극이 서로 이격하여 배열되고, 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극이 번갈아가며 반복하여 직렬패턴을 형성하며 배치된 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 게이트 절연막의 허용 유전상수는 0.1-2.5인 것을 특징으로 하는 양방항성 트랜지스터.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 층간전극은 알루미늄(Al), 나노와이어, 그래핀, ITO, 투명전도성 산화물(TCO)기반 투명전극, AZO, ZTO, IGZO, ZITO, SiZO, 하이브리드(복합소재) 투명전극, CNT 기반 투명전극 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 양방항성 트랜지스터.
  13. 드레인 전극에 연결되는 부하;
    상기 부하에 연결되는 전원;
    상기 전원의 (-) 단자와 접지되는 소스 전극과 게이트 전극을 포함하고,
    상기 소스 전극과 드레인 전극 사이에는 확산전류에 의하여 누설전류를 차단할 수 있도록 한 누설전류 차단장치로서,
    상기 게이트 전극과 드레인 전극 및 소스 전극을 포함하는 양방향성 트랜지스터는,
    기판;
    상기 기판 위에 형성되는 게이트 전극;
    상기 기판과 상기 게이트 전극 위에 형성되는 SiOC 박막으로 이루어진 절연막;
    상기 게이트 절연막 위에 서로 이격하여 형성되는 소스 전극부 및 드레인 전극부를 포함하고, 상기 소스 전극부와 드레인 전극부는,
    상기 SiOC 절연막 위로 상기 게이트 전극 좌우에 배치되는 소스 대표전극 및 드레인 대표전극과,
    상기 소스 대표전극 및 드레인 대표전극 사이에 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극을 배열한 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 양방향성 트랜지스터는,
    기판;
    상기 기판에 연결되는 게이트 전극;
    상기 기판 위에 형성되는 SiOC 절연막;
    상기 SiOC 절연막 위에 되는 층간전극;
    상기 층간전극 위에 형성되는 SiOC 절연막;
    상기 SiOC 절연막 위에 서로 이격하여 형성되는 소스 전극부 및 드레인 전극부를 포함하며,
    상기 SiOC 절연막과 상기 층간전극은 교대로 반복하여 적층되며,
    상기 소스 전극부와 드레인 전극부는,
    상기 SiOC 절연막 위로 좌우에 배치되는 소스 대표전극 및 드레인 대표전극과,
    상기 소스 대표전극 및 드레인 대표전극 사이에 복수개의 소스 서브전극과 드레인 서브전극을 배열한 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 게이트 전극에는 전원이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 게이트 전극과 상기 전원 사이에는 감도를 제어하기 위한 가변저항이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 드레인 전극에는 커패시터와 휘스톤 브리지가 병렬연결되는 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 게이트 전극에는 전원이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 게이트 전극과 상기 전원 사이에는 감도를 제어하기 위한 가변저항이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 드레인 전극에는 커패시터와 휘스톤 브리지가 병렬연결되는 것을 특징으로 하는 양방향성 트랜지스터를 이용한 누설전류 차단장치.
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