10억분의 1m보다 작은 반도체 개발

국내 연구진이 1나노미터(㎚·1㎚는 10억분의 1m) 보다 작은 반도체를 실리콘 기판에 만들 수 있음을 실험으로 증명해냈다.
안종렬 성균관대 물리학과 교수와 같은 학과 송인경 연구원 공동 연구진은 1㎚의 금속선을 반복적으로 배열하는데 성공해 나노미터급 반도체를 만들 수 있는 가능성을 확인했다고 9일 밝혔다.
실리콘 반도체의 집적도는 지속적으로 향상돼왔다. 개발단계에서는 실리콘 반도체가 머지않아 1나노급에 도달할 것으로 예상하지만, 1나노급에서 기존처럼 반도체를 제작하기 위해서는 수많은 장애물이 있다. 실리콘 원자 1개의 크기가 ㎚보다 크기 때문에, ㎚급 물체에서도 실리콘 원자가 갖고 있는 특성이 동일하게 나타날지 알 수 없기 때문이다.
연구진은 실리콘 기판위에 서로 다른 특성을 지닌 1㎚ 이하의 금속선을 반복적으로 배열하는데 성공했다. 또한 반복적으로 배열된 두 종류의 금속선 중에서 한 종류의 금속선만을 선택해 특성을 제어할 수 있음을 실험으로 확인했다. 안종렬 교수는 "1㎚ 이하의 금속선을 실리콘 기판 위에 놓고 특성을 변화시킬 수 있음을 보인 것은 1㎚ 이하의 반도체를 제작할 수 있음을 방증한다”고 설명했다.
연구진은 이번 실험이 현재 양산되고 있는 반도체에 직접 사용되는 실리콘 기판위에서 수행된 만큼 의미가 크다고 덧붙였다. 안종렬 교수는 "연구결과를 통해 대면적 실리콘 반도체 제작이 1㎚를 넘어 그 이하 단계인 원자 수준에서도 실현될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 연구진은 ㎚급 반도체의 실용화가 향후 5~10년 이내에 가능할 것으로 전망했다. 연구결과는 나노분야 권위지인 '나노레터스' 지난달 15일자에 게재됐다.
[원호섭 기자]