저전력·초고속 트랜지스터 기술개발

울산과기대 고현협 교수팀… 실리콘보다 전자이동도 5배 ↑

국내 연구진이 장기간 사용할 수 있는 저전력·초고속 트랜지스터 제조기술에 성공했다.

울산과기대(UNIST) 고현협 교수(나노생명화학공학부·사진)와 미 UC버클리대 알리 자베이 교수팀은 10일 실리콘 기판 위에 초박막 화합물 반도체를 접합해 고성능 나노 트랜지스터를 제조하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

연구 결과는 세계 최고 권위 과학저널인 ‘네이처’지 11일자에 실렸다.

고 교수팀이 개발한 고성능 나노 트랜지스터는 지금까지 개발된 실리콘 트랜지스터보다 전자이동도는 3∼5배 높지만, 대기 상태에서 전력을 차단하고 통전 시에는 높은 전류 밀도를 실현한 고성능 제품이다.

현재 생산되는 반도체는 두 종류로, 이 가운데에서 전체의 90%를 차지하는 실리콘 반도체는 생산비용은 낮으나 고속 동작이 어렵고 전력소비량과 발열량이 많아 소형화에 어려움이 많았다. 또 화합물 반도체는 실리콘보다 2∼3배 빠르게 작동하고 전력소비량도 10분의 1이하이지만 제조공정이 까다롭고 가격이 비싼 것이 단점이다.

연구진이 이번에 개발한 기술은 실리콘 기판 위에 초박막 화합물 반도체를 접합시킴으로써 기존 실리콘 반도체의 한계를 뛰어넘었다는 평가를 받고 있다. 특히 추가 설비투자 없이 기존 실리콘 반도체 생산공정을 그대로 사용할 수 있어 생산비용도 획기적으로 줄일 수 있다.

연구진은 이 제품이 상용화되면 초고속·저전력 컴퓨터 CPU, 디지털 전자회로, 메모리 반도체 등 차세대 초고속 전자소자 제조의 핵심기술로 자리 잡을 것으로 기대하고 있다.

김기동 기자 [e-mail]