UNIST, 육방정계 질화붕소를 다층 박막 제작
UNIST 제공
과학기술정보통신부는 신현석 울산과학기술원(UNIST) 교수 연구팀이 육각형 벌집 구조 모양의 2차원 소재인 '육방정계 질화붕소' 단결정을 여러 층으로 합성할 수 있는 기술을 개발했다고 2일 밝혔다. 이 연구결과는 우수성을 인정받아 국제 학술지 '네이처(2일자)'에 실렸다.
육방정계 질화붕소는 차세대 고집적 반도체에서 발생할 수 있는 전하 트랩(전하가 갇히는 현상), 전하 산란 등과 같은 기능 저하를 막을 수 있는 유일한 2차원 절연체 소재로 알려져 있다. 차세대 고집적 반도체는 실리콘을 2차원 반도체 소재인 이황화몰리브덴 등으로 바꿔 전류 누설과 발열 등의 문제를 해결하고, 칩의 집적도를 높여야 제작할 수 있다.
하지만, 고집적 반도체는 이황화몰리브덴이 웨이퍼에 직접 닿으면 전하 트랩 현상이 생겨 이를 막기 위해 웨이퍼와 이황화몰리브덴을 물리적으로 분리할 절연체가 반드시 필요하다. 또한 전하 산란을 막기 위해 절연체 소재도 이황화몰리브덴과 동일한 2차원 반도체 소재를 써야 한다. 그동안 2차원 절연체 소재를 반도체에 쓸 수 있도록 적절한 두께를 갖는 단결정 형태로 합성하는 기술은 개발되지 않았다.
연구팀은 화학기상증착법을 이용해 단결정 니켈 기판 위에서 대면적으로 삼중층의 육방정계 질화붕소 단결정 박막을 합성하는 데 성공했다. 단결정 니켈 기판 표면에 붕소와 질소로 이뤄진 고분자 원료인 '보라진' 전구체를 고온에서 노출시키면 작은 육방정계 질화붕소 결정 조각들이 만들어지고, 시간이 지남에 따라 결정 조각들이 커지면서 단결정 박막으로 합쳐지는 것을 주사전자현미경으로 관찰했다고 연구팀은 설명했다.이준기기자
[ 저작권자 ⓒ디지털타임스, 무단 전재 및 재배포 금지 ]
