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반도체 나노 와이어와 나노 디바이스 응용

전문가 제언: ○ 10억분의 1미터인 나노미터의 물질을 다루는 나노테크놀로지는 그 중요성을 인식한 세계 각국이 정부의 적극적인 지원 아래 연구가 현재 활발히 진행되고 있다. 원자와 분자를 직접 제어하여 새로운 성질을 가진 재료를 개발할 수 있는 것이 나노기술의 최대 장점이다.

○ 물질은 입자로서의 성질과 함께 파동으로서의 성질도 있는데 나노 물질은 파동으로서 성질도 나타낸다. 즉 낮은 에너지로는 넘을 수 없는 장벽을 전자가 넘는 터널효과가 일어난다. 전자 1개가 1개씩 동작되는 단일전자 트랜지스터와 초고속 계산이 가능한 양자컴퓨터가 이러한 효과를 이용해 개발이 진행되고 있다.

○ 소형화를 위한 LSI 칩에서도 더욱 소형화를 하기 위한 기술로 나노기술이 활용될 수 있다. 현재의 LSI 제조법은 주로 빛을 이용해 기판 위에 배선을 조각하는 방법으로 가시광선의 파장이 400나노미터로 100나노미터 정도가 한계이다. 그러나 칩 위에 원자를 나열하여 배선하면 100나노미터 이하의 가는 선도 형성할 수 있을 것이다.

○ 반도체 실리콘으로 만들어진 나노 와이어는 완벽한 결정 구조를 가지면서 동시에 메탈, 니켈규소 화합물 와이어를 만들 수 있다. 니켈규소 화합물 나노 와이어는 구리보다 약 100배의 높은 전기전도도를 가진다. 이 나노 물질의 개발로 트랜지스터나 전류를 앞뒤로 전달할 수 있는 나노 와이어를 형성하는 것이 가능하게 되었다.

○ 우리나라 삼성전자는 세계 최초로 전면 게이트 구조를 채택한 FET(Field Effect Transistor) 기술을 독자적으로 개발하였다고 발표하였다. 이 기술은 기존의 실리콘 기판을 그대로 적용하였으며, 이 기술은 구조가 단순하면서도 2015년 이후 요구되는 10나노 이하 소자의 특성을 구현할 수 있다고 발표하였다.

저자: Junichi MOTOHISA, Takashi FUKUI
자료유형: 학술정보