이온 주입을 이용한 실리콘 나노선의 전기적인 특성 연구 및 전계효과트랜지스터 응용

초록

본 논문에서는 이온주입 (ion implantation) 방법을 이용하여 고유 반도체 특성을 가지는 실리콘 나노선 (silicon nanowires) 의 전기적인 특성에 관한 연구를 진행하였다. 합성한 (As-synthesis) 상태에서 매우 큰 저항을 가지는 고유 반도체 실리콘 나노선에 각각 B (붕소) 이온의 dose 량을 1×1011, 1×1012, 그리고 1×1013 ions/cm2 주입을 해준 결과 저항과 비저항 값이 최대 약 ~106 정도 낮아졌음을 알 수 있었으며, 이를 통하여 이온 주입된 B 이온이 캐리어 (carrier)로 작용하였음을 확인할 수 있었다. 추가로 B 이온의 dose 량이 1×1013 ions/cm2 이온 주입된 p-type 실리콘 나노선을 이용하여 후면게이트 (back-gate) 전계효과트랜지스터 (field-effect transistors)를 제작하였으며 전류-전압 (current-voltage) 특성 측정 결과 캐리어의 이동도 (mobility) 와 농도 (concentration) 는 각각 ~5.7 cm2/V•s 와 ~1×1019 cm-3 였음을 확인하였다. 나노 반도체물질에 기존의 in-situ 도핑이 아닌 선택적인 영역에 도핑이 가능한 이온주입법을 이용하여 다각적인 연구를 계속적으로 추진한다면 나노선을 활용한 전자소자 구현에 기여 할 것이라 판단된다.

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