삼성, 새로운 트랜지스터 구조 개발 성공
삼성전자 종합기술원이 `꿈의 신소재`로 불리는 그래핀을 활용한 새로운 트랜지스터 구조 개발에 성공했다. 그래핀 트랜지스터 상용화 과정 중 가장 큰 걸림돌을 해결한 것으로 평가하고 있다.
삼성전자 종합기술원(원장 김기남)은 사이언스지 온라인판에 그래핀을 활용한 새로운 트랜지스터 구조 연구가 게재됐다고 18일 밝혔다.
이번 연구는 기존 실리콘의 한계를 극복하고 미래 트랜지스터 개발 가능성을 한 단계 높인 것으로 평가되고 있다. 특히 기존 그래핀 소자 연구의 최대 난제 중 하나였던 대기전력 소모 문제를 해결한 것에 의의를 두고 있다. 기존 실리콘 트랜지스터와 전혀 다른 새로운 소자 구조를 개발함으로써 그래핀 소자의 응용 가능성을 높였다는 것이 종기원 측 설명이다.
그래핀은 전자 이동도가 높아 실리콘 대체 물질로 각광받아 왔으나 금속성 때문에 전류를 차단할 수 없는 문제점이 있어 대기전력 소모 문제가 걸림돌로 지적돼 왔다. 또 그래핀을 반도체화 하는 과정에서 이동도가 급감해 반도체 성능이 저하되는 문제도 제기돼 왔다.
삼성 종기원은 새로운 동작원리를 적용해 그래핀 자체를 변화시키지 않으면서 전류를 차단할 수 있는 소자를 개발했다. 종기원은 새로운 소자 명칭을 `배리스터`(Barristor)로 정했으며 그래핀 트랜지스터의 동작 방식 및 구조 관련 핵심 특허 9건을 확보했다.
새로운 그래핀 트랜지스터는 PC뿐만 아니라 차세대 디스플레이, 고용량 전지, 모바일 등 고성능이 필요한 새로운 산업 분야에 다양하게 적용될 것으로 종기원 측은 내다봤다.
이번 연구를 주도한 박성준 전문연구원은 “현재 수준에서 새로운 그래핀 트랜지스터는 기존 실리콘 대비 약 30배 가량 성능이 높지만 최대 100배까지 끌어올리려 한다”며 “10나노미터급 반도체 상용화를 앞당기는데 주효한 역할을 할 수 있다”고 말했다.
세계 반도체 학계에서는 상용화된 20나노미터 반도체에 이어 오는 2015년경 15나노급 제품이 선보일 것으로 보고 있다. 2020년을 전후로 그래핀 트랜지스터가 상용화되면 10나노급 제품 상용화가 실현될 것으로 예측하고 있다.
배옥진기자 withok@etnews.com
