본문 바로가기

전하이동 방해, 초박막 이종접합 트랜지스터로 방지한다

원자층 반도체 내 전하산란 막는 변조도핑법 개발

전하이동 방해, 초박막 이종접합 트랜지스터로 방지한다
밴드 정렬된 원자층 반도체 이종접합구조 모식도


[산업일보]
반도체에 전자 등을 추가로 주입하는 도핑과정을 거치면 반도체의 특성을 바꾸거나 새로운 특성을 부여할 수 있다. 다만 이 과정에서 불순물이나 결함 등이 생겨나는데 특히 얇은 원자층 반도체의 경우 잔류하는 불순물에 전하가 충돌하면서 전하의 이동이 느려지는 것이 문제였다.

한국연구재단(이사장 이광복)은 이철호 교수 연구팀(이동훈 박사 등, 고려대학교 KU-KIST 융합대학원)과 공동연구팀(경희대학교 김영덕 교수, 울산과학기술원 정후영 교수 등)이 원자층 반도체, 이황화 몰리브덴의 전하이동도를 향상시킬 수 있는 원거리 도핑기술을 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 서로 다른 3개의 원자층 반도체를 적층하고 전하가 이들 층간을 이동하도록 함으로써 물질 내부 또는 표면에 자리한 불순물과 충돌을 줄일 수 있는 구조를 설계했다. 전하이동이 실제 이렇게 만들어진 이종접합 소자는 기존 소자보다 전하이동도가 18배 향상됐다.

기존에도 고유전율 절연체 혹은 원자층 절연체를 게이트 산화물로 사용해 전하산란을 억제하려는 연구가 있었으나 도핑을 하면서 동시에 전하산란 현상을 억제하는 기술은 없었다.

이번 연구에서는 원자층 반도체로 이황화몰리브덴을 사용했으나 연구팀은 이같은 원리는 다양한 도핑방법 및 이종접합 소자구조에서도 적용될 수 있기 때문에 다른 원자층 반도체에도 접목할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이에 연구팀은 원자층 반도체 물질 기반 전자소자의 대면적화와 다른 물질군으로의 확대를 위한 후속연구를 수행하고 있다.

연구팀은 “원자층 반도체 기반 고성능 전자소자 구현 및 실용화에 필수적인 도핑에 관련된 기술로 기존 도핑 방법 대비 높은 이동도를 달성할 수 있는 새로운 방법을 제안했다”며, “로직 소자, 비메모리 반도체 소자 등과 같은 다양한 저전력, 고성능 소자의 제작에 활용될 수 있으며 고성능 반도체의 수요가 높은 기존 마이크로 프로세서 뿐만 아니라 3차원 모노리식 집적회로 및 소프트 전자 시스템 등의 다양한 분야에 응용될 수 있다”고 밝혔다.
김진성 기자 weekendk@kidd.co.kr

안녕하세요~산업1부 김진성 기자입니다. 스마트공장을 포함한 우리나라 제조업 혁신 3.0을 관심깊게 살펴보고 있으며, 그 외 각종 기계분야와 전시회 산업 등에도 한 번씩 곁눈질하고 있습니다.

이 기자의 다른기사 보기 >
ad광고추천제품

0 / 1000

추천제품

1/9

가상화폐 시세

loader
Bitcoin logo icon

비트코인

%
Ethereum logo icon

이더리움

%
Ripple logo icon

리플

%
Provided by Bithumb logo icon