테라급 반도체 로직회로 국내 최초 개발

차세대 반도체를 만드는 데 필요한 테라비트급 반도체 로직회로 기술이 국내 최초로 개발됐다.

충북대 최중범 교수팀은 나노소자를 이용한 단전자 트랜지스터(SET) 로직회로를 개발했다고 12일 밝혔다. 이에 따라 나노소자의 상용화를 한 걸음 앞당기고, 초저전력 중앙처리장치(CPU)나 모바일 통신기기 개발 등에 필요한 차세대 반도체 기술을 확보하는 데 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

최 교수팀이 개발한 논리회로는 일본 NTT에 이어 세계 두 번째로, 회로내 SET 성분이 20나노미터(㎚, 10억분의 1m)급 평면구조로 이뤄져 NTT에 비해 웨이퍼의 공정이 훨씬 수월하며 기능도 뛰어나다. 그동안 SET 로직회로는 회로에 동일한 크기의 양자점을 형성시켜야 하고, 양자점의 위치도 정확하게 제어해야 하기 때문에 세계적으로 매우 난해한 기술로 여겨져 왔다. 현재는 나노 단위소자를 연구하는 수준에 머물러 있고 이를 반도체로 상용화하기 위해서는 논리회로 개발이 전제돼야 한다면서 나노소자를 이용한 반도체는 2010년쯤에나 상용화가 가능할 것으로 예상된다고 교수팀은 설명했다.

최 교수는 “이번 논리회로 개발의 성공으로 그동안 나노소자에만 머물렀던 연구가 로직집적회로까지 확장돼, 본격적인 차세대 테라급 디지털 전자공학으로 응용할 수 있게 됐다”며 “SET 로직회로 기술은 다기능 초저전력 CPU 개발에 응용할 수 있다”고 말했다.

지금까지 64MB DRAM은 한 비트당 1백만개의 전자가 이동하고 16MB 플래시 메모리는 한 비트당 1만개의 전자가 이동하는 등 집적도가 높아질수록 전자 이동에 따른 발열이 심해 이에 대한 해결책이 요구돼 왔다. 그러나 SET 기술을 응용하면 한 비트당 1개의 전자만이 이동함으로써 발열이 거의 없어 초저전력 CPU나 모바일 통신기기 등의 개발에 획기적인 발전을 기대할 수 있다.

최 교수는 SET 기술과 관련해 국내 2건의 특허를 출원했고, 1건의 해외특허를 출원중이다. 이 연구는 과기부의 21세기 프론티어 연구개발사업인 테라급 나노소자개발사업단(단장 이조원)이 자금을 지원했다.

<박정연기자>