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포스텍, 차세대 초저전력 실리콘 기반 트랜지스터 개발

국내 연구진이 차세대 초저전력 실리콘 기반 트랜지스터를 개발했다.

백창기 포스텍 창의IT융합공학과 교수와 윤준식, 김기현 미래IT융합연구원 박사 연구팀은 기존 학계에서 발표한 실리콘 나노선 터널링 트랜지스터보다 대기 전력을 줄이고, 최소 3배 이상 더 빠른 동작속도를 내는 `코어-셸 수직 실리콘 나노선 터널링 트랜지스터`를 개발했다고 30일 밝혔다.

이 기술은 기존 반도체 설비를 이용할 수 있어 제작 단가를 낮출 수 있고 대량 생산도 가능할 것으로 기대된다.

트랜지스터는 전류나 전압흐름을 조절하는 전자기기의 핵심소자다.



이 중 터널링 트랜지스터는 기존 트랜지스터와 달리 얇은 에너지 장벽을 통과하는 터널링 방식으로 동작하기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있다. 하지만 작은 동작 전류로 성능을 향상시키기가 어렵다는 단점을 안고 있었다.

연구팀은 실리콘 터널링 트랜지스터를 기반으로 단순 수직 나노선 대신에 코어-셀 구조 나노선을 도입했다. 이를 통해 에너지 장벽을 효과적으로 제어하고 터널링 면적을 더 넓게 해 휴대용 전자기기의 대기전력을 줄이면서 성능은 높일 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구는 차세대 저전력, 고성능 로직소자 기술 개발에 기여할 수 있다는데 의미가 있다.

연구팀은 실리콘 소재를 기반으로 신기술 개발과 사업화를 위한 추가 연구를 진행한다. 백창기 교수는 “이번 실리콘 나노 원천 기술은 향후 국가 경쟁력 제고에 기여할 것”이라며 “기존 반도체 분야 뿐 아니라 신에너지, 미래자동차 및 의료·환경용 센서 등 다양한 미래 유망 신산업에 접목할 수 있다”고 말했다.

이번 연구는 최근 `사이언티픽 리포트`에 실렸다.

포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com