국내 연구진이 차세대 초저전력 실리콘 기반 트랜지스터를 개발했다.
백창기 포스텍 창의IT융합공학과 교수와 윤준식, 김기현 미래IT융합연구원 박사 연구팀은 기존 학계에서 발표한 실리콘 나노선 터널링 트랜지스터보다 대기 전력을 줄이고, 최소 3배 이상 더 빠른 동작속도를 내는 `코어-셸 수직 실리콘 나노선 터널링 트랜지스터`를 개발했다고 30일 밝혔다.
이 기술은 기존 반도체 설비를 이용할 수 있어 제작 단가를 낮출 수 있고 대량 생산도 가능할 것으로 기대된다.
트랜지스터는 전류나 전압흐름을 조절하는 전자기기의 핵심소자다.
이 중 터널링 트랜지스터는 기존 트랜지스터와 달리 얇은 에너지 장벽을 통과하는 터널링 방식으로 동작하기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있다. 하지만 작은 동작 전류로 성능을 향상시키기가 어렵다는 단점을 안고 있었다.
연구팀은 실리콘 터널링 트랜지스터를 기반으로 단순 수직 나노선 대신에 코어-셀 구조 나노선을 도입했다. 이를 통해 에너지 장벽을 효과적으로 제어하고 터널링 면적을 더 넓게 해 휴대용 전자기기의 대기전력을 줄이면서 성능은 높일 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구는 차세대 저전력, 고성능 로직소자 기술 개발에 기여할 수 있다는데 의미가 있다.
연구팀은 실리콘 소재를 기반으로 신기술 개발과 사업화를 위한 추가 연구를 진행한다. 백창기 교수는 “이번 실리콘 나노 원천 기술은 향후 국가 경쟁력 제고에 기여할 것”이라며 “기존 반도체 분야 뿐 아니라 신에너지, 미래자동차 및 의료·환경용 센서 등 다양한 미래 유망 신산업에 접목할 수 있다”고 말했다.
이번 연구는 최근 `사이언티픽 리포트`에 실렸다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
