경북대학교는 김대현 전자공학부 교수팀이 차세대 반도체 물질인 고전자이동도 인듐갈륨비소 기반의 다중가교채널 트랜지스터(MBCFET) 전자소자를 개발했다고 20일 밝혔다.
기존 실리콘 기반이 아닌 신소재인 인듐갈륨비소 기반 반도체 소자 개발은 세계 최초다. 국내 실리콘 기반 반도체 대기업인 삼성과 SK하이닉스 시스템 반도체의 미래 기술에 새로운 선택지를 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
다중가교채널 트랜지스터는 핀펫(FinFET)의 뒤를 이을 차세대 트랜지스터 소자 구조로 각광받고 있다. 여러 층의 채널이 수직방향으로 적층된 3차원 형태의 소자다. 트랜지스터 성능과 효율을 향상시킬 수 있다. 하지만 복잡한 구조를 구현하기 위한 기술적 난이도가 높아 다중가교채널 트랜지스터 관련 연구는 대부분 삼성전자, TSMC, IBM, 인텔과 같은 글로벌 대기업에 의해 주도돼 왔다.
김대현 교수팀은 반도체 제조 중견기업인 큐에스아이, 한국나노기술원 연구진과 공동 연구로 반도체 에피, 공정 및 집적화 등의 모든 과정을 순수 국내 기술로 인듐갈륨비소 기반 다중가교채널 트랜지스터를 개발했다. 실제 제품에 적용할 경우 기존 실리콘 소자 대비 최소 5배 빠른 속도를 가질 것으로 예상된다.
이번 연구는 새로운 구조와 신소재를 도입한 다중가교채널 트랜지스터 소자가 실제로 충분히 경쟁력 있는 성능을 가지고 있음을 입증했다. 관련된 화합물 반도체 일괄 공정을 100% 국내 순수 기술로 달성했다는 점에서 의미가 있다. 연구에서 얻은 재성장 기반 집적화 공정 기술은 현재 큐에스아이와 공동개발 중인 차세대 통신용 반도체소자 개발에 활용될 전망이다.
김대현 교수는 “현재 실리콘 기반 반도체 소자 집적 공정은 지속적으로 미세화되고는 있지만, 이후 폭발적인 증가가 예상되는 데이터 처리 수요를 충족하기 위해서는 공정의 미세화와 더불어 소자의 3차원 집적화 및 고성능 고효율의 화합물 반도체 신소재 도입 등의 혁신적인 해결책이 필수적이다.”라고 말했다.
삼성미래기술육성재단과 삼성전자에서 지원하는 '삼성미래기술육성사업'의 지원을 받아 진행된 이번 연구 결과는 최근 미국 하와이주 호놀룰루에서 열린 'VLSI 심포지엄'에서 공개됐다. VLSI 학회는 세계 3대 반도체 학회 중 하나다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
