도핑된 실리콘 나노선을 이용한 투명 트렌지스터 제조 및 특성 연구

Abstract

본 연구은 다결정 박막 산화물 반도체에 한정되어 연구 되고 있는 투명트랜지스터를 투명 반도체 channel로 단결정 실리콘 나노선을 사용하고 Ga이 도핑된 ZnO 박막을 투명전극으로 사용하여 제작한 후 소자 특성을 평가 하였다. 투명한 산화물 반도체와는 달리 실리콘은 물질 자체로 불투명한 특성을 가지고 있지만, 직경이 30nm 이하인 실리콘 나노선의 경우, 밀도가 ~2− 3 µ m-1 이하의 영역에서는 약90% 이상의 투과도를 가지며, 나노선의 정렬방향에 따라 편광된 빛에 의한 투과도의 변화를 확인하였다. 실리콘 나노선의 투명소자 적합성을 확인 후, Ga이 도핑된 ZnO 박막을 투명전극으로, boron이 도핑된 실리콘 나노선을 channel로 이용하여 p-type 투명 트랜지스터를 제작 하였다. 실리콘 나노선 투명트랜지스터는 가시광선 영역에서 80% 이상의 투과도를 보여 주었으며, p-type 트랜지스터 특성을 보여 주었다. 이러한 실리콘 나노선을 이용한 투명 전자 소자에 관한 연구는 향후 p-type과 n-type의 투명 트랜지스터를 이용하여 투명 논리회로를 구현 할 수 있는 가능성을 보여준다.