반도체 집적도를 획기적으로 개선할 초박형 실리콘 나노전선 공정 원리가 밝혀졌다.
한국과학기술정보연구원(KISTI·원장 한선화)은 류훈 슈퍼컴퓨팅본부 슈퍼컴퓨팅응용실 선임연구원이 슈퍼컴퓨터를 활용한 계산을 통해 불순물 반도체 기반의 초박형 전선 공정을 위한 이론적 배경을 세계 최초로 제시했다고 5일 밝혔다.
류 박사는 불순물인 ‘인(Phosphorus)’ 원자의 분포 경향과 실리콘 나노선 크기 사이의 상관관계를 이론적으로 밝혔다.
류 박사는 실리콘 1㎤당 약 1019개의 인 원자가 섞인 1019㎤ 이상의 고농도 실리콘 나노선을 원자 수준으로 묘사한 뒤 양자원리(슈뢰딩거 방정식)를 적용해 슈퍼컴퓨터로 이 전자구조를 밝혀냈다.
류 박사는 이 연구로 안정적인 전기전도도를 지닌 균일한 나노전선을 개발할 수 있을 것으로 기대했다.
제한된 면적에 반도체의 집적도를 높이기 위해서는 소자와 소자를 연결하는 전선의 굵기를 얇게 할수록 유리하다. 하지만 이 전선의 전도도에 영향을 미치는 불순물 원자분포 경향에 대한 이론적 배경이 없어 균일한 품질을 만들기 어려웠다.
이 연구는 인텔 초병렬 컴퓨팅 지원사업(IPCC)의 일환으로 수행 중인 ‘파이 코프로세서(Phi coprocessor)’ 기반의 고성능 슈뢰딩거 방정식 병렬계산 SW 개발 및 이의 반도체 소자 설계 활용연구’로 진행됐다.
이 연구결과는 지난 3일 나노과학 국제학술지인 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 온라인판에 게재됐다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com
