경북대, 세계 첫 신소재 기반 반도체 소자 개발

전자공학부 김대현 교수팀
반도체 미래 기술 새 선택지 기대

경북대 전자공학부 김대현<사진> 교수팀이 차세대 반도체 물질인 인듐갈륨비소 기반의 다중가교채널 트랜지스터(Multi-Bridge Channel Field-Effect-Transistor, MBCFET) 전자소자를 세계 최초로 개발했다.

이번에 개발한 전자소자는 기존 실리콘 기반이 아닌 신소재인 인듐갈륨비소 기반의 반도체 소자이다.

특히, 국내 실리콘 기반 반도체 대기업인 삼성과 SK하이닉스 시스템 반도체의 미래 기술에 새로운 선택지를 제시할 것으로 기대하고 있다.

김 교수팀의 연구 결과는 지난 16일(미국현지시간) 미국 하와이주 호놀룰루에서 열린 세계 3대 반도체 학회 중 하나인‘VLSI 심포지엄(SYMPOSIUM ON VLSI TECHNOLOGY & CIRCUITS)’에서 공개됐다.

20일 연구팀에 따르면 다중가교채널 트랜지스터는 핀펫(Fin Field-Effect-Transistor, FinFET)의 뒤를 이을 차세대 트랜지스터 소자 구조로 주목받고 있다. 여러 층의 채널이 수직 방향으로 적층된 3차원 형태의 소자로 트랜지스터의 성능과 효율을 향상시킬 수 있다.

하지만, 복잡한 구조를 구현하기 위한 기술적으로 어려워 다중가교채널 트랜지스터 관련 연구는 대부분 삼성전자, TSMC, IBM, 인텔과 같은 글로벌 대기업들에 의해 주도됐다.

김 교수팀은 반도체 제조 중견기업인 (주)큐에스아이, 한국나노기술원 연구진과의 공동 연구로 반도체 에피, 공정 및 집적화 등의 모든 과정을 순수 국내 기술로 인듐갈륨비소 기반의 다중가교채널 트랜지스터를 세계 최초 개발했다.

연구팀은 실제 제품에 적용하면 기존 실리콘 소자 대비 최소 5배 빠른 속도를 가질 것으로 예상했다.

연구책임자인 김 교수는 “이번 연구는 새로운 구조와 신소재를 도입한 다중가교채널 트랜지스터 소자가 실제로 충분히 경쟁력 있는 성능을 가지고 있음을 입증했고, 관련된 화합물 반도체 일괄 공정을 100％ 국내 순수 기술로 달성했다는 점에서 큰 의미가 있다”고 말했다. 그러면서 “연구에서 얻은 재성장 기반의 집적화 공정 기술은 현재 (주)큐에스아이와 공동개발 중인 차세대 통신용 반도체소자 개발에서 새로운 혁신을 가져올 것으로 기대한다”고 덧붙였다.

/심상선기자 [e-mail]