[실리콘밸리 NT 현장을 가다](상)HP중앙연구소

실리콘 밸리 벤처혁명의 발상지라 할 스탠포드 대학과 hp중앙연구소가 소재한 팰러앨토. 곧 100년을 맞는 휴랫패커드(HP) 중앙연구소는 최근 많은 핵심기술로 미래를 준비하고 있지만 한국의 젊은 과학자 정건영박사 등에 위해 주도되고 있는 분자반도체와 나노임프린팅 연구는 그 중 단연 앞선 연구로 꼽힌다. 또 스탠포드대학 맥컬러 빌딩내 첨단물질연구소의 역시 젊은 물리학자 하리 마노하란박사는 탈레스 이래 만물의 근원이자 신비로 꼽혔던 원자를 조작해 IT에 응용하는 노력을 시도하고 있다. 한때 IT엔진을 바탕으로 세계 8위의 경제력까지 과시했던 실리콘 밸리지역은 최근 첨단 나노기술을 바탕으로 또다른 기술혁명의 발상지로 부상할 준비를 하고 있다. 실리콘 밸리는 3∼4년 전 개념으로만 정의됐던 분자반도체와 나노임프린트 기술의 현실화, 그리고 원자이동을 통한 정보전달 시도 등 기존관념을 뛰어넘는 연구로 뜨거웠다. 시대를 앞서가는 젊은 나노 과학자들의 연구현장을 2회에 나눠 소개한다.

　

　<1>HP중앙연구소=날이 갈수록 집적도가 확대되는 반도체 공정, 그리고 이에따른 구동성의 한계를 맞은 반도체 업계의 탈출구는 없는 것일까.

이같은 현실적 문제해결을 위해 HP중앙연구소는 분자 메모리연구, 그리고 미래의 리소그라피인 나노임프린팅 공정 연구를 함께 수행하고 있었다.

HP는 현재 100nm이하의 선폭을 가진 분자반도체 연구에 한창이다. 이 반도체연구는 나노 와이어 사이에 단분자막의 특성 분자를 끼워 놓고 전압을 가해 전도도를 최고 1000배까지 증가시키는 것을 목표로 하고 있다. 분자반도체 연구를 주도하고 있는 사람은 한국인 정건영박사.

이미 분자반도체 연구는 이미 실리콘반도체 집적도가 한계를 보이기 시작한 1999년이후 본격화되기 시작했다. HP와 UCLA의 짐 히스 교수와 프레이저 스토다트 교수팀은 이 시점에 분자메모리의 특성을 사이언스에 발표하고 있었다.

정박사는 “분자반도체는 두개의 전자 주계(electron donating group)와 전자를 쉽게 받을 수 있는 링 구조 가운데 외부전압을 통해 링구조의 위치를 조절하고 이에 따른 분자의 전도도 차이가 발생한다는 원리를 활용하는 기술”이라고 설명한다.

그의 연구는 지난 2001년 미국방부의 4년 프로젝트로 250만달러의 연구비를 받고 수행할 정도로 인정받고 있다. 이달중 최종 계획이 제출될 이 프로젝트는 △차세대반도체 소자로서의 강력한 가능성 △나노임프린트 공정의 광리소그라피 대체 가능성△ 이에따른 가격경쟁력 등에서 높이 평가받았다.

정박사는 분자메모리의 장점에 대해 “기존 반도체에 비해 메모리 집적도를 높이는 것은 물론 하나의 비트를 구성하는데 필요했던 트랜지스터와 축전지를 만드는 복잡한 과정이 없어져 칩 단가·공정스텝의 현자한 감소는 물론 구동전력까지 낮출 수 있게 된 점”을 꼽는다.

정박사는 자신이 속한 팀의 분자메모리 수행프로젝트는 5년내 분자를 이용한 센서 제품의 등장을, 10년내 분자 메모리 시대를 예고케 하고 있다”고 힘주어 말했다. 이후 5년 이내에 분자 메모리와 분자 논리 회로를 이용한 진정한 분자소자 칩의 구현도 가능하리란 게 그의 전망이다.

HP가 지난달말 뉴욕에서 리소그래피를 대신할 나노임프린팅 기술을 발표했을 때 이 연구를 수행한 주인공이기도 하다.

정박사는 “현재 실험실에서 연구중인 30나노급 극미세 회로선폭 반도체 기술은 10년내 실용화도리 것이며 현재 15nm 회로 선폭의 제작을 위한 기술확보에 주력하고 있다”고 밝혔다.

삼성전자조차도 이 연구에 높은 관심을 보이고 있을 정도로 그의 분자반도체 및 나노임프린팅 연구는 세계적 관심거리다.

샌프란시스코(미국)=이재구기자@, jklee@