반도체 소재 '인듐 셀레나이드' 한계 극복…대면적·논리회로 구현 성공 작성일 09-03 79 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">POSTECH-KAIST 공동…원자배열 다른 k상에서 열처리 방법으로</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="qMRz0loMjg"> <p contents-hash="d88f75ad540468e041b30fa6a6f2d0df1b0e6a5d9bf5092bde9b71cce82ffe16" dmcf-pid="BReqpSgRAo" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=박희범 기자)<span>POSTECH과 KAIST 연구진이 대면적 구현이 어려운 반도체 소재 인듐 셀레나이드를 이용해 논리 트랜지스터(스위치)를 만드는데 성공했다.</span></p> <p contents-hash="86cca78dc540b660a3281c66fd4d1b0273220065fcf877eeb1426c367eebce84" dmcf-pid="b2V1GDx2gL" dmcf-ptype="general">POSTECH은 노용영 화학공학과 교수 연구팀(공동제1저자, 이재윤 석박사통합과정생)이 KAIST 권지민 전기 및 전자공학부 교수·이용우 박사 연구팀과 공동으로 ‘κ상 인듐 셀레나이드’를 4인치 웨이퍼 규모 논리 트랜지스터로 구현하는 데 성공했다고 3일 밝혔다.</p> <p contents-hash="4d827525748d792bae722b89592edf9f9017505ec0b76fc3cc9ae589f2a936e3" dmcf-pid="KVftHwMVcn" dmcf-ptype="general">연구결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 게재됐다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ecad0d6888c5381712ed9a696a596b7400efc42bf6b37f7e4935e31ffa3b14f1" dmcf-pid="9f4FXrRfNi" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="κ상 인듐 셀레나이드 박막 형성 및 트랜지스터 모식도.(그림=POSTECH)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/03/ZDNetKorea/20260903095057495butx.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="zkAPV1mjoa" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/03/ZDNetKorea/20260903095057495butx.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> κ상 인듐 셀레나이드 박막 형성 및 트랜지스터 모식도.(그림=POSTECH) </figcaption> </figure> <p contents-hash="d5e218d94db5875c34460a7e4a9ed6dbc389767d150d04c1d4b9ebf4c8aed636" dmcf-pid="2483Zme4aJ" dmcf-ptype="general">연구핵심은 3개다. 인듐 셀레나이드 연산과 대면적 구현, 낮은 온도 등이다.</p> <p contents-hash="84c6ae47a39329630332b51b05ac8da99148cfffa3fe2a122a06ec72c31a0a96" dmcf-pid="V8605sd8jd" dmcf-ptype="general">반도체는 기본적으로 저장과 연산 기능을 한다. 인듐 셀레나이드는 매우 얇으면서도 전하가 빠르게 흘러, 차세대 반도체 재료로 각광받고 있다. </p> <p contents-hash="c925d1947364a0c7837b79e49b0f3c48c4099e556dd8fcfbc5650c1ce63efcae" dmcf-pid="f6Pp1OJ6ce" dmcf-ptype="general">그러나 인듐 셀레나이드는 한 번 가해진 전압 흔적을 잘 기억하는 특성으로 인해 메모리 반도체용으로 많이 연구되지만, <span>빠른 특성에도 불구하고, 논리회로에서는 불안정한 단점이 있다. </span></p> <p contents-hash="68f0b095b44a43e872583659c8bff6683f979f5aabc32f78b0bf1767c7d92f52" dmcf-pid="4PQUtIiPjR" dmcf-ptype="general"><span>강유전성(ferroelectricity) 때문에, 전기장을 걸면 결정 내부의 분극 방향이 바뀔 수 있고, 전기장을 없앤 뒤에도 그 방향이 어느 정도 유지되기 때문이다.</span></p> <p contents-hash="79346aa6bc638da25f661a084478d383573cfbc54416915cc1c9bf6c296f3ec4" dmcf-pid="8QxuFCnQkM" dmcf-ptype="general">이와함께 소면적에서는 성능이 좋게 나타나도, 넓은 웨이퍼 전체에 고르게 펼쳐 만들기 어려운 단점이 있다. 대면적 구현이 안돼, 실제 공장 공정에 쓰기에 어렵다는 의미다.</p> <p contents-hash="c5ac150116b1a1a99e92e4b21d0bfb1b1a794e411897c3a0c2ccfc5fe9d52a18" dmcf-pid="6xM73hLxNx" dmcf-ptype="general">연구팀은 이를 극복하기 위해 K(카파)상을 이용했다. K상은 알파, 베타, 감마상 등과 함께 원자배열이 다른 구조를 나타낸다. 같은 인듐 셀레나이드라도 K상은 '기억하는' 성질이 억눌려 있는 것. 이로 인해, 늘 일정한 답을 내야 하는 논리회로에 더 적합하다.</p> <p contents-hash="1acd57b6af02be3a9db428635ff92479cf48c5c50ef2d00a24fd5e255273b758" dmcf-pid="PMRz0loMkQ" dmcf-ptype="general">연구팀은 산업 현장에서 흔히 쓰이는 열증착 공정으로 인듐 셀레나이드를 쌓은 뒤 250℃에서 열처리하는 방법으로 어려움을 풀었다.</p> <p contents-hash="99403936e0928f1920423dd98a864b9de7c47f509f72383ca9cf476e242444d8" dmcf-pid="QReqpSgRkP" dmcf-ptype="general">이재윤 석박사통합과정생은 "열처리하니, 약 10nm 두께의 κ상 박막이 4인치 웨이퍼 전체에 고르게 입혀졌다"며 "공정 온도도 이미 만들어진 실리콘 회로를 망가뜨리지 않고, 그 위에 소자를 층층이 쌓아 올릴 수 있는 450℃ 이하 조건을 안정적으로 만족했다"고 말했다.</p> <p contents-hash="d3decbe0e619269ce76dadae9b7d93c2df6fcf2bf67be8d6ac1f9a6122041376" dmcf-pid="xedBUvaej6" dmcf-ptype="general">처리결과 웨이퍼에 576개(24×24)를 촘촘히 배열한 트랜지스터는 위치에 상관없이 균일한 특성을 나타냈다. 전하 이동속도를 뜻하는 평균 전자 이동도는 39.3cm²/VS</p> <p contents-hash="9f2be009f7cd65023c20955a388a0719cbf1414b59014c7539afce9ad7330d6f" dmcf-pid="yGHwAP3Gg8" dmcf-ptype="general">, 신호를 켜고 끄는 효율인 온·오프 전류비는 1억 배 이상을 기록했다.</p> <p contents-hash="a425fbdca3ff968435c5330cd8207acd42509615fa5278be95e79d76cdbd0fa8" dmcf-pid="WHXrcQ0Hg4" dmcf-ptype="general">이재윤 석박사통합과정생은 "전류비는 저온·대면적 박막 공정으로 제작된 기존 2차원 반도체 트랜지스터 대비 매우 높은 수준"이라며 "100ns의 짧은 전기 신호를 1,000만 회 반복하는 조건에서도 안정적으로 작동해 실제 논리소자에서 요구되는 빠른 스위칭과 반복 동작 안정성을 검증했다"고 설명했다.</p> <p contents-hash="c534611500a22c9acf18a132a3387ffb98cb0dae2e8ef0e9c076987cdd2ee4cd" dmcf-pid="YXZmkxpXaf" dmcf-ptype="general">연구팀은 또 전하 운반 방식이 다른 p형 셀레늄 합금화 텔루륨 산화물(Se-TeOx)을 더해 입력 신호를 정반대로 뒤집어 내보내는 회로까지 만들어냈다.</p> <p contents-hash="385e990a5bcbbe24023602a0305cf7fab45393911d262aa30274b5d7d79ec88b" dmcf-pid="GXZmkxpXAV" dmcf-ptype="general">이재윤 석박사통합과정생은 "이는 인듐 셀레나이드가 제대로 논리 반도체로 쓰일 수 있음을 보여준 확실한 증거"라고 말했다.</p> <p contents-hash="f5a02c3aab9a874e8a4055f25f00f079cadb946ec8672ecccdca4f35773a7bf5" dmcf-pid="HZ5sEMUZA2" dmcf-ptype="general">연구성과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다.</p> <p contents-hash="8bd585de3e0d168372d649c1a2fda6b27b6617def455fa769837dbfb060343eb" dmcf-pid="X51ODRu5A9" dmcf-ptype="general">박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 알테오젠, 노바티스와 4.4조 계약…단일 플랫폼 연 4회 기술수출 ‘국내 최초’ 09-03 다음 NC AI, 자율형 휴머노이드 국책과제 선정 …“모션 데이터·월드모델 기술 적용" 09-03 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
