Matsumoto Kazuhiko 교수, National University Corporation의 산업 과학 연구소 (이하 "Osaka University")와 함께 Nanotechnology Research Division (Yokoyama Hiroshi 최고 요코야마 히로시)과 함께 일본 고급 산업 과학 기술 연구소 (이 확인자)와 일본 과학 및 기술 기관 (Okimura Noriki)의 Nanotechnology Research Division (최고 요코야마 히로시)과 협력했습니다 Nanotube 트랜지스터 제조 공정은 기존의 것보다 1,000 배 이상 더 안정적인 스피드 바카라 트랜지스터를 성공적으로 개발했습니다
스피드 바카라 트랜지스터는 오늘날의 통합 회로에 사용 된 실리콘 트랜지스터보다 10 내지 100 배 높은 증폭 속도를 나타 내기 때문에 차세대 트랜지스터가 될 것으로 예상됩니다
그러나, 현재까지 개발 된 스피드 바카라 트랜지스터는 시간과 전압 값과 관련하여 크게 다르다는 점에서 주요한 단점을 가지고 있으며, 이는 실제 사용에 큰 장애물이었다
이러한 불안정성은 스피드 바카라의 표면에 부착 된 물과 산소의 오염으로 인해 발생하는 것으로 생각되었지만, 오사카 대학교와 AIST는 공동으로 포토 레지스트 잔기가 중요 하고이 특성의 변화를 일으키는 요인을 제거하기 위해 완전히 새로운 창조 과정을 성공적으로 개발했다는 것을 공동으로 발견했습니다 이로 인해 시간이 지남에 따라 특성의 변화가 001%이내에 발생합니다히스테리시스이상적인 값은 0V이며, 실제로 사용될 수있는 안정적인 작동이 달성되었습니다
전통적으로 매우 불안정하고 신뢰성에 문제가있는 스피드 바카라 트랜지스터를 사용한 높은 감도바이오 센싱단일 생체 분자의 검출이 가능해지며 향후 이러한 응용 분야에 크게 기여할 것이라고 생각됩니다
스피드 바카라는 몇 나노 미터의 미세한 구조를 가지며 다양한 응용이 연구되었습니다 특히, 스피드 바카라를 채널로 사용하는 전계 효과 트랜지스터는 기존의 실리콘 전계 효과 트랜지스터 (SI MOSFET)보다 10 ~ 100 배 더 높은 성능을 가지며, 차세대 트랜지스터로 전 세계적으로 활발하게 연구되고 개발되었습니다 또한, 스피드 바카라 필드 효과 트랜지스터의 높은 특성을 활용하는 바이오 센서에 대한 적용과 같은 미래의 의료 응용 프로그램의 목표로 연구 개발이 수행되고 있습니다
그러나, 스피드 바카라 전계는 불행히도 이러한 우수한 특성을 갖는 트랜지스터는 치명적인 결함을 가졌다 이것이 트랜지스터 특성의 불안정성 문제입니다 현재는 시간이 지남에 따라 극적으로 변동하며 때로는 현재 값이 수십 %만큼 변동합니다 또한, 전압을 적용 할 때, 동일한 전압이 적용 되더라도, 어떤 경우에는 얻은 전류의 값이 크게 다릅니다 (이러한 특성의 변화는 기술적 인 용어로 "히스테리시스"라고합니다) 그러한 불안정성이있는 한, 스피드 바카라 트랜지스터는 마음의 평화와 함께 사용할 수 없습니다
따라서, 스피드 바카라 전계 효과 트랜지스터의 실제 사용과 관련하여 그 안정성이 갈망되었다 일반적으로, 스피드 바카라 트랜지스터의 불안정성은 스피드 바카라의 표면에 부착 된 물과 산소의 영향으로 인한 것으로 생각되었지만, 스피드 바카라에서 물과 산소가 완전히 제거 되더라도 특성의 불안정성이 감소했지만 실질적인 사용을 견딜 수있는 안정적인 특성은 달성되지 않았다
카본 나노 튜브 트랜지스터의 현재 상태에 비추어 Osaka University와 AIST는 스피드 바카라 필드 효과 트랜지스터의 완벽한 안정적인 작동을 달성하기 위해 불안정성과 연구 솔루션의 원인을 공동으로 조사했습니다
또한이 연구 결과는 오사카 대학교에서 수행되었으며 AIST는 일본 과학 및 기술 프로모션 프로젝트의 연구 기금을 사용하여 수행되었습니다
그림 1 (a)는 이번에 제작 된 스피드 바카라 필드 효과 트랜지스터의 구조적 다이어그램입니다 스피드 바카라는 실리콘 산화물 박막/실리콘 기질 상에 형성된다 소스 및 배수 전극은 금속 전극을 사용하여 스피드 바카라의 양쪽 끝에 형성되어 전류를 추출합니다 중요한 것은 스피드 바카라가 표면에 노출되지 않고 얇은 실리콘 질화물 필름으로 덮여 있다는 것입니다 또한,이 실리콘 질화물 박막에서, 스피드 바카라를 통해 흐르는 전류를 증가, 감소 및 제어 할 수있는 상부 게이트 전극이 형성된다 또한, 전류를 제어하기 위해 실리콘 기판의 뒷면에 백 게이트가 형성된다 그림 1 (b)는이 연구에서 생성 된 스피드 바카라 필드 효과 트랜지스터의 현미경 사진입니다 각 금속 전극은 보이지만 스피드 바카라는 게이트 전극 아래에 있으며이 사진에서는 보이지 않습니다 도 1 (c)는 게이트 전극이 형성되기 전에 전자 현미경 하에서 스피드 바카라의 관찰을 보여준다 전극 사이에 스피드 바카라가 있음을 알 수 있습니다
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스피드 바카라 트랜지스터의 구조 |
 그림 1 (a) 스피드 바카라 트랜지스터의 구조적 다이어그램
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 그림 1 (b) 스피드 바카라 트랜지스터의 현미경 사진
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 그림 1 (c) 스피드 바카라의 전자 현미경 사진
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그림 2는이 성취의 중요한 점을 보여줍니다 도 2 (a)에 도시 된 바와 같이, 대기의 물과 산소 외에도, 기존의 스피드 바카라 요소를 제조 할 때, 제조 공정 동안 스피드 바카라 표면에 부착 된 많은 저항 잔기가 부착된다 이러한 불순물이 스피드 바카라로부터 전자를 도용하고 제공하기 때문에, 스피드 바카라 트랜지스터의 전류는 시간이 지남에 따라 크게 변동되었고, 전압이 적용될 때 큰 히스테리시스가 생성되었다 이전에는이 물과 산소를 제거하는 데주의를 기울 였지만 포토 레지스트를 완전히 제거하는 것은 불가능했습니다 이 연구 및 개발에서, 우리는도 2 (b)에 도시 된 바와 같이, 물, 산소, 포토 레지스트 등을 전혀 부착하여 스피드 바카라의 표면에 전혀 부착되는 것을 방지하는 제조 과정을 개발했으며, 더 나아가서, 스피드 바카라의 표면이 그림 2 (c)에 도시 된 바와 같이 보호 필름으로 덮여있는 구조를 형성했다 이것은 스피드 바카라의 표면을 오염으로부터 완전히 보호합니다
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불안정의 원인 |
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그림 2 (a) 물, 산소 및 저항은 스피드 바카라 주위에 부착됩니다
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그림 2 (b) 스피드 바카라 주변의 불순물을 완전히 제거합니다
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그림 2 (c)는 보호 필름으로 스피드 바카라를 덮습니다
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그림 3은 이와 같이 생성 된 스피드 바카라 필드 효과 트랜지스터의 전류의 시간 변화를 보여줍니다 이를 살펴보면, 스피드 바카라 필드 효과 트랜지스터의 전류가 기존의 방법을 사용하여 제조 된 전류가 시간이 지남에 따라 20% 변동한다는 것을 알 수 있습니다 대조적으로,이 연구에서 개발 된 제조 공정을 사용하여 제조 된 스피드 바카라 필드 효과 트랜지스터의 전류는 시간이 지남에 따라 거의 변하지 않는다는 것을 알 수있다 변동율을 계산할 때 기존 모델보다 1000 배 이상 안정적인 001%로 작동한다는 것을 알 수 있습니다
그림 4는 또한 전압의 변동을 보여줍니다 기존의 것은 전압을 -5V에서 +5V로 증가시키고 다시 +5V에서 -5V로 감소하며, 전류는 동일한 경로보다는 다른 경로를 따르며 2-3V의 큰 히스테리시스 특성을 보여줍니다 그러나 새로운 기술을 사용하여 제조 된 트랜지스터에 유사한 전압이 적용 되더라도 전류는 동일한 경로를 취하며 히스테리시스 특성이 없습니다 이런 식으로, 우리는 히스테리시스 특성을 완전히 제어하는 데 성공했습니다
위에서 언급했듯이 시간과 전압에 대한 스피드 바카라 트랜지스터의 불안정성을 성공적으로 제거했습니다 이는 스피드 바카라 트랜지스터의 신뢰성을 크게 향상시킬 것이며,이 기술은 다양한 나노 전자 장치의 향후 응용 프로그램과 관련이있을 것입니다
스피드 바카라 트랜지스터의 필수 높은 감도 특성으로 인해, 다양한 센서 응용 분야, 특히 미래에 중요한 바이오 센서에서 연구 및 개발이 적극적으로 수행되었습니다 그러나이 연구에서 언급 한 스피드 바카라 트랜지스터의 불안정성으로 인해 충분한 신뢰성이 달성되지 않았습니다
이 연구는 스피드 바카라 트랜지스터의 신뢰성을 보장 했으므로 향후 바이오 센서 응용 프로그램이 적극적으로 개발 될 것으로 예상됩니다