실리콘 반도체의 한계와 대안

소개

우리나라의 주력 산업중 하나인 메모리 산업 등의 반도체산업에서 주로 사용되는 반도체재료는 실리콘(Si)이다. 그러나 실리콘은 어떤 한계와 제약을 가지고 있는지 설명하고, 실리콘의 한계를 극복할 수 있는 방안으로는 어떤 것이 있으며, 그 중 한가지에 대하여 실리콘 소재와 물성 및 응용면에서 비교한다.

목차

1. 실리콘의 한계와 제약
1) 재료물성의 한계
2) 축소의 한계
3) 소자 공정의 문제점
4) 기본적인 한계
2. 실리콘의 한계를 극복할 수 있는 방안
3. 실리콘 소재와 물성 및 응용면에서 비교
4. 참고문헌

본문내용

실리콘 게르마늄은 서로 다른 두 반도체인 실리콘(Si)과 게르마늄(Ge)을 혼합하여 만들어지는 물질로서 Si과 Ge의 혼합비에 따라서 SiGe의 물질 특성이 변화한다. SiGe 반도체는 현재 반도체 업계에서 주류로 사용하고 있는 Si에 비해서 에너지 밴드, 전자와 정공의 이동도를 쉽게 조절할 수 있으며 기존의 Si보다 더 높은 주파수에서 동작할 수 있는 반도체 칩을 제작할 수 있다.
SiGe 막의 에너지 밴드갭(Bandgap)은 Si 소재보다 작아서 기존의 SiGe 소재는 기반 영역에서 일렉트론 속도를 이미터 영역으로 확장시킬 수 있도록 양극성 트랜지스터의 소재로 사용된다. 그리고 한계 전압 0.1~0.2V 성능을 지닌 프로토타입 MOSFET은 공급전압 0.5V에서 운영되며, 한계 전압 이내의 서브 임계치 전류 틸트는 60mV/decade, 보다 가파른 틸트인 것으로 나타난다. MOSFET의 안정성은 전통적인 Si 기반 MOSFET에 비해 2배 정도 높다.

참고자료

· 1) Nano weekly 제 242호 한국과학기술정보연구원(KISTI)
· 2) 한국 물리 학회지 ‘반도체 소자 기술의 한계는 어디인가?’ (강태원저)