테라비트급 소재 개발..차세대 무선통신용 반도체 부품소자

차세대 무선통신 부품소자용 테라(1조)비트급 반도체를 만드는 데 필요한 고유전율 소재가 개발됐다.

과학기술부 21세기프런티어 연구개발사업단인 테라급 나노소자개발 사업단의 이재찬 박사(성균관대 재료공학과 교수)팀은 산화물 인공물질이란 개념을 도입,자연계에 존재하는 물질에서 얻을 수 없는 인공 유전체 재료를 만드는 데 성공했다고 14일 밝혔다.

나노소자를 개발하기 위해서는 고유전율을 갖는 박막 형성이 필요한데 현재 자연계에 알려진 고유전율을 갖는 대표적인 물질은 강유전체 산화물이다.

문제는 자연에 존재하는 강유전체 산화물은 두께가 1백㎚(1㎚=1백만분의 1m) 이하로 줄어들 경우 유전율이 급격히 떨어진다는 것.

현재 고유전율 재료로 가장 주목받고 있는 산화물인 티탄산바륨,티탄산스트론튬산화물 유전율은 7백ε(입실론) 이상이지만 두께가 1백㎚로 줄어들면 4백ε 이하로 감소한다.

이번 연구에서 이 교수팀은 강유전체 산화물이 특정한 원자배열을 갖도록 쌓아올려 1백㎚ 이하의 박막에서도 1천6백ε의 고유전율을 나타내는 인공격자를 제조하는 데 성공했다.

이에 따라 2010년께 상용화될 것으로 예측되는 20㎚급 나노 소자의 게이트에서 필요한 절연막 유효등가두께(Tox)인 0.5∼0.8㎚를 달성할 수 있게 됐다.

김경근 기자 choice@hankyung.com