최중범교수, 집적도 10조비트 「테라급 반도체」개발

테라(10조)비트급의 고집적도를 가진 차세대 실리콘 반도체 제작 기술이 국내 과학자에 의해 개발됐다.

충북대학교 물리학과 최중범(崔重範·46)교수는 14일 “96년부터 연구에 착수한 저온 단전자트랜지스터(SET·Single Electron Transistor)제작에 성공해 시제품을 만들었다”고 발표했다.

최교수는 “이번에 개발한 SET는 세계적으로 4번째이지만 전자선 직접묘화 방법을 이용, 회로선폭 50나노미터(㎚) 이하의 단선패턴을 형성하는 공정기술로 개발되어 지금까지 나온 SET 가운데 재현성과 신뢰도가 가장 높다”고 설명했다.

SET는 기존의 반도체처럼 채널에 수많은 전자를 통과시켜 1비트의 정보를 저장하지 않고 양자점이라는 곳에 단 1개의 전자만을 통과시켜 1비트의 정보를 생성시키는 원리로 작동하는 신개념 반도체. 현재 반도체 소자 제조기술은 1비트의 정보를 저장하기 위해 64MD램은 전자 1백만개 정도, 16MB 비휘발성 메모리는 전자 1만개 정도가 필요하다.

그러나 SET는 전자 1개만을 이용해 데이터를 처리하기 때문에 전력소비량을 현재의 밀리와트(㎽)에서 마이크로와트(㎼)수준으로 획기적으로 줄이면서 정보처리 속도가 빨라지고 반도체의 집적도를 테라비트급까지 높일 수 있다.

최교수는 “이 SET의 작동원리는 기존반도체와 전혀 다르지만 현재 반도체 제작에 널리 쓰이는 금속산화막반도체(CMOS)제작공정과 같은 일반적인 반도체에 쓰이는 재료와 기술로 제작할 수 있기 때문에 작동온도를 상온에 가깝게 맞추면 몇년 안에 대량생산이 가능하다”고 말했다.

최교수는 올해안에 SET 작동온도를 섭씨 -2백60도(절대온도 4.2K)에서 -2백도(절대온도 77K)로 끌어올리는 작업을 진행중이다.

〈정영태기자〉ytceong@donga.com