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| 성균관대 안종렬 교수팀, 10억분의 1미터보다 작은 크기의 반도체 제작 |
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| 1나노미터 이하에서도 실리콘 반도체 소자 제작 가능성 증명 |
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아이애드피알 
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| ▲ 나노미터 이하 급 반도체 특성 제어 연구요약. (사진제공=한국연구재단) © 아이애드피알 | | 국내 연구진이 1나노미터(10억분의 1미터)보다 작은 반도체를 실리콘 기판에 대면적으로 제작할 수 있음을 실험으로 밝혀냈다. 이번 연구로 1나노미터보다 작은 원자(옹스트롬) 단위에서도 실리콘 반도체를 기판 사이즈로 제작할 수 있음이 증명되어, 국제적 경쟁력을 지닌 실리콘 반도체 기반의 국내 산업이 지속적으로 발전하는데 일조할 수 있을 것으로 기대된다.
옹스트롬은 100억분의 1미터에 해당하는 크기로, 실리콘 원자 한 개의 사이즈에 해당한다.
성균관대 안종렬 교수(교신저자)와 송인경 박사(제1저자)가 주도한 이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 추진하는 일반연구자지원사업(기본연구)의 지원으로 수행되었고, 연구결과는 나노 분야의 권위지 나노 레터스(Nano Letters) 1월 15일자(논문명 : Direct momentum-resolved observation of one-dimensional confinement of externally doped electrons within a single subnanometre-scale wire)에 게재되었다.
실리콘 반도체의 집적도는 지난해 10나노급 반도체가 생산되는 등 지속적으로 향상되어 왔다. 개발단계에서는 실리콘 반도체가 머지않아 1나노급에 도달할 것으로 예상하지만, 1나노급에서 기존처럼 반도체를 제작하기 위해서는 수많은 장애물이 있다.
왜냐하면 1옹스트롬의 크기는 실리콘 원자 1개에 해당되고, 나노미터 크기에 적용되는 현상들이 원자 크기에서도 동일하게 적용될 수 있을지는 여전히 미지수이기 때문이다.
연구팀은 실리콘 기판위에 대면적으로 서로 다른 특성을 지닌(전자 도핑 정도가 다른) 1나노미터 이하의 금속선을 반복적으로 배열하는데 성공하였다. 또한 반복적으로 배열된 두 종류의 금속선 중에서 한 종류의 금속선만을 선택하여 대면적으로 특성을 제어할 수 있음을 실험으로 밝혔다.
1나노미터 이하의 반도체 제작의 핵심 기술은 1나노미터 이하 영역의 물질을 선택적으로 원하는 물성을 가진 물질로 변화시키는 것이다. 서로 다른 특성을 지닌 금속선을 사용한 이유는 선택적으로 원하는 영역을 1나노미터 이하 수준에서 변화시킬 수 있는 지를 확인하기 위해서이다.
즉 실험 전과 후의 변화를 확인하는데 용이하기 때문이다. 따라서 이 실험은 1나노미터 이하의 반도체도 제작할 수 있음을 방증한다고 할 수 있다.
특히 이번 실험적 증명이 현재 양산되고 있는 반도체에 직접 사용되는 실리콘 기판 위에서 수행되었다는 점에서 더 큰 의미가 있다.
안종렬 교수는“이번 연구결과를 통해 대면적 실리콘 반도체 제작이 1나노미터를 넘어 그 이하 단계인 원자 수준에서도 실현될 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.
/ 아이애드피알 인터넷부 엄재성 A.E. news@iadpr.net
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| 기사입력: 2015/02/10 [18:56] 최종편집: ⓒ iadpr.net |
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