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화합물반도체 트랜지스터 양산기술 개발

울산과기대 고현협 교수 

안경애 기자 naturean@dt.co.kr | 입력: 2010-11-11 11:01
[2010년 11월 11일자 15면 기사]

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화합물반도체 트랜지스터 양산기술 개발
기존 실리콘반도체 제조공정을 그대로 이용할 수 있는 화합물반도체 트랜지스터 양산기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

울산과기대(UNIST, 총장 조무제) 고현협 교수(나노생명화학공학부ㆍ사진)는 미 UC버클리 알리 자베이(Ali Javey) 교수와의 공동연구를 통해 실리콘 기판 위에 초박막 화합물반도체를 붙여 고성능 나노 트랜지스터를 제조하는 데 성공했다고 밝혔다. 이 연구결과는 세계적인 과학저널인 `네이처(Nature)' 11일자에 발표됐다.

현재 주로 쓰이는 실리콘 반도체는 생산비용은 낮지만 고속 동작이 어렵고 전력소비량과 발열량이 많다는 단점이 있다. 또 실리콘의 물질적 한계 때문에 15∼20㎚(나노미터ㆍ10억분의 1미터) 이하로 집적도를 높이는 게 힘들다. 반면 화합물반도체는 속도가 2∼3배 빠르고 전력소비는 10분의1 이하로 적은 장점이 있지만 제조공정이 까다롭고 가격이 비싸 군사, 통신, 우주 등 일부 분야에서만 쓰이고 있다.

고 교수팀은 프린팅 방식과 유사하게 18㎚ 두께의 초박막 인듐비소 화합물반도체를 실리콘 고무스탬프로 찍어 실리콘 기판 위에 옮겨 접착시키는 방식으로 트랜지스터를 제조했다. 초박막 화합물반도체는 분자간에 서로 당기는 성질인 `반데라스의 힘' 덕분에 접착물질 없이도 실리콘에 강하게 붙었다.

이 방법은 실리콘 기판 위에 화합물반도체를 성장시키는 기존 방식에 비해 훨씬 제조가 간단하면서도 성능은 비슷한 것으로 나타났다. 기존 실리콘 트랜지스터에 비해 전자이동도가 3∼5배 높고 대기상태의 전력 차단과 통전 시의 전류밀도가 훨씬 우수한 것으로 확인됐다. 추가 설비투자 없이 기존 대면적 실리콘 반도체 생산 공정을 그대로 사용할 수 있는 것도 큰 강점이다.

고 교수는 "이 기술은 초고속ㆍ저전력 컴퓨터 CPU, 디지털 전자회로, 메모리 반도체 등 차세대 전자소자 제조의 핵심 기술로 자리잡을 것"이라며 "2015∼2020년경에는 상용화가 가능할 것으로 본다"고 말했다.

안경애기자 naturean@

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