국내 연구진이 단일 나노선 구조보다 성능을 5배 높인 반도체 트랜지스터를 개발했다.
한국과학기술원(KAIST) 전기 및 전자공학부 이병현 연구원과 나노종합기술원 강민호 박사 연구팀은 실리콘(Silicone) 기반의 5단 수직 적층 반도체 트랜지스터를 개발해 비휘발성 메모리를 제작했다고 11월23일 발표했다.
반도체 트랜지스터는 모든 전자기기의 핵심 요소로 소형화를 통한 생산성과 성능향상 경쟁이 치열하게 전개되고 있으며, 최근 선폭 10나노미터 시대에 접어들면서 제조공정 한계와 누설전류로 인한 전력소모 등 문제가 커지고 있다.
해결 방안으로 스위치 역할을 하는 게이트 전극이 전류가 흐르는 채널 전체를 감싸는 전면-게이트 실리콘 나노선 구조가 제시됐으나 소형화에 따른 나노선 면적 감소로 성능이 떨어지는 문제가 있다.
연구진은 전면-게이트 실리콘 나노선을 수직으로 5단으로 쌓아 문제를 해결했다.
전류가 흐르는 실리콘 나노선이 5개로 늘어난 5단 적층 실리콘 나노선 반도체 트랜지스터는 단일 나노선 트랜지스터보다 5배 향상된 성능을 나타낸 것으로 알려졌다.
나노선을 위로 쌓은 수직 적층 나노선 구조는 단일 나노선을 평면으로 배치하는 구조와 달리 면적이 증가하지 않아 집적도 향상에도 기여할 수 있으며, 지속적인 소형화로 기술적 한계에 부딪힌 반도체 트랜지스터 분야에 새로운 돌파구를 제시할 것으로 예상된다.
연구진은 간단한 공정으로 가장 많은 나노선 채널을 쌓았기 때문에 코스트절감, 제작시간 단축, 반도체 트랜지스터의 성능 향상 등으로 상용화에 기여할 것으로 기대하고 있다.