갈륨비소계 나노트랜지스터 개발
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과기부, 15nmㆍ610GHz급 세계 최고속도 … Fujitsu 기록 뛰어넘어 국내 연구진이 크기는 작고 성능은 더욱 우수한 나노트랜지스터 개발에 성공해 일본 Fujitsu가 주도해 온 나노트랜지스터 시장에서 우위를 확보할 수 있는 계기가 될 것으로 기대되고 있다.과학기술부는 테라급 나노소자개발 사업단의 지원을 받아 서울대학교 서광석 교수팀이 나노소자특화팹센터와의 공동연구를 통해 세계에서 가장 빠른 15nm, 610GHz급 갈륨비소계 나노트랜지스터(Metamorphic HEMT) 개발에 성공했다고 발표했다. mHEMT 기술은 나노 HEMT 소자의 게이트 길이를 15nm까지 줄이고 트랜지스터의 동작속도를 결정짓는 전류이득 차단주파수(fT)를 610GHz까지 끌어올려 전계효과 트랜지스터(FET) 가운데 세계에서 가장 빠른 속도를 보여, 일본 Fujitsu가 보유하고 있던 종전의 25nm 및 562GHz 세계 최고기록을 뛰어넘는 나노소자 분야 핵심 기술로 기대를 모으고 있다. 이동ㆍ위성통신, 자동차용 충돌방지장치 및 모바일 센서 등의 마이크로파/밀리미터파 시스템과 초고속 광통신 시스템의 핵심 부품으로 널리 사용되고 있는 화합물 반도체는 기존의 실리콘 반도체 소자보다 스위칭 속도가 10배 이상 빠르면서 소비전력이 10배 정도 낮아 현재 Intel 및 IBM 등에서는 2015년경 실리콘 CMOS 이후의 차세대 반도체 전자소자로 적용하기 위해 활발한 연구를 진행하고 있다. 그러나 화합물 반도체 소자인 HEMT는 제작시에 전자선 감광막의 두께를 두껍게 해야 하기 때문에 고성능의 전자선 묘화 장비로도 미세한 게이트 전극을 구현하기가 어렵고, 기존의 진공 증착 방식으로 전극을 형성하면 게이트 전극이 끊어지는 등 제작과정이 매우 까다롭다는 문제점을 가지고 있었다. 서광석 교수팀은 경사식각공정(Sloped Etching Process)이라는 새로운 공정기술을 창안해 나노소자특화팹센터의 전자선 묘화 장비와 기술진의 도움을 받아 초미세 게이트 전극을 안정적으로 구현했고, 전극이 쉽게 끊어지는 문제를 동시에 해결했다. 15nm급 HEMT 소자는 기존의 인듐인(InP) 기반의 소자보다 가격이 절반 이하로 저렴하고 제조 공정이 용이해 대량 생산이 가능해 2008년 60억불로 예상되는 전체 나노 화합물 반도체 시장을 이끌어 갈 핵심기술로 자리매김할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 또 일본 Fujitsu가 주도해온 나노 HEMT 분야에서 우위를 점할 수 있게 됐으며, 나노 소자 제작의 핵심 원천 기술을 확보해 앞으로 차세대 나노반도체 분야에서 유리한 입지를 확보하는데 큰 기여를 할 것으로 예상된다. <김 은 기자> <화학저널 2007/12/11> |
