실리콘 반도체 소자 속도 수십배 향상 기술 개발… 포스텍 물리학과 염한웅 교수팀

실리콘 반도체 소자의 속도를 기존보다 수십배 이상 향상시킬 수 있는 원천 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

포스텍 물리학과 염한웅 교수팀은 0.3㎚(나노미터·10억분의 1m)의 매우 얇은 금속막을 실리콘과 접합시키면 금속의 전자와 실리콘 계면의 전자가 서로 영향을 주고받아 실리콘 전자의 유효 질량을 크게 줄인다는 사실을 실험과 이론을 통해 규명해 냈다고 17일 밝혔다.

반도체 소자의 속도는 전기 신호를 운반하는 전자의 유효 질량에 의해 결정되는데, 유효 질량이 적을수록 전하가 빨리 움직여 소자의 속도도 빨라진다. 하지만 전자의 유효질량은 각 물질이 가진 고유한 성질로 유효 질량을 제어하는 것은 사실상 불가능하다고 여겨져 왔다. 이번에 개발된 원천기술은 학계에서 지금까지 불가능하다고 여겨진 실리콘 전자의 유효 질량을 20분의 1 이하로 크게 줄인 방법이다.

염 교수는 “기존 고속전자 소자를 뛰어넘는 초고성능의 소자를 조기에 실현할 수 있는 중요한 원천기술”이라고 말했다. 이번 연구 결과는 물리학 분야 세계적 저널인 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 18일자에 게재된다.

민태원 기자