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카이스트, 차세대 이차원 고성능 반도체 전자소자 개발

[더테크=조재호 기자] 다기능 전자소자를 통해 프로그램 및 기능성 변환이 가능한 회로 구현의 가능성을 제시하고 IC칩에서의 이차원 반도체의 활용성을 확장하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 카이스트는 이가영 전기및전자공학부 교수 연구팀이 양극성 반도체 특성을 지닌 이차원 나노 반도체 기반의 다기능 전자소자를 개발했다고 2일 밝혔다. 다기능 전자소자란 기존 트랜지스터와 달리 전압에 따라 기능을 변환할 수 있는 소자다. 연구팀이 개발한 소자는 양극성 트랜지스터와 N형 트랜지스터, 다이오드, 항복 다이오드, 그리고 광 감지 소자로 변환할 수 있다. 기존 실리콘 반도체보다 성능이 뛰어난 이황화 몰리브덴(MoS2)은 층상 구조의 이차원 반도체 나노 소재로 전자가 흐르는 N형 반도체의 특성을 지니면서 대기에서 안정적인 특징을 지녔다. 아울러 기존 실리콘 반도체가 미세화될수록 성능 저하에 취약약한데 MoS2는 관련 문제가 적어 차세대 반도체로 학계뿐만 아니라 삼성전자나 TSMC, 인텔 등의 산업계에서도 관련 연구가 활발히 진행 중이다. 다만 상보적 금속산화막 반도체(CMOS) 구현을 위해서는 음(N)전하를 띄는 전자뿐만 아니라 양(P)전하를 띄는 정공 유도도 필요한

조재호 기자

2024-02-02 10:59

차세대 반도체 기술 ‘성큼’…고성능 p형 반도체 소자 개발

[더테크=조명의 기자] 2차원 물질 기반의 고성능 p형 반도체 소자 제작기술이 개발됐다. 초미세화 기술이 적용될 차세대 상보형 금속산화 반도체(CMOS) 산업에 사용될 것으로 기대를 모은다. 울산과학기술원(UNIST)은 반도체 소재·부품 대학원 및 신소재공학과 권순용 교수팀과 이종훈 교수팀이 몰리브덴 텔루륨화 화합물반도체(MoTe2)를 이용한 고성능 p형 반도체 소자를 제작하는 데 성공했다고 24일 밝혔다. CMOS는 p형 반도체와 n형 반도체가 상보적으로 접합된 소자다. 소비전력이 적은 반도체 소자로 PC, 스마트폰 등 일상적인 전자소자에 쓰인다. 실리콘 소재의 CMOS가 주로 사용되며, 이온을 주입하는 공정을 통해 p형, n형 반도체 소자를 구현할 수 있다. 2차원 물질은 차세대 반도체로 각광받고 있는데, 두께가 매우 얇아 같은 공정 시 구조가 쉽게 파괴된다. 특히 일반적인 3차원 금속전극을 형성할 때 계면에서 다양한 결함이 발생한다는 문제점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위한 다양한 연구들이 진행됐지만, 대부분의 연구는 n형 반도체에 집중돼 있다. 반대로 연구팀은 p형 반도체 중 몰리브덴 텔루륨화 화합물반도체(MoTe2)를 활용, 화학기상증착법(CVD)