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반도체 소자 속 반도체와 금속 사이의 간격을 나노미터 이하로 줄이는 기술이 나왔다는 소식입니다. 개별 소자를 아주 작게 만들어 반도체 칩의 성능을 높이는 데 도움을 줄 것으로 기대하고 있는데요 울산과학기술원(UNIST)은 권순용·이종훈 신소재 공학과 교수팀이 반도체 물질과 초미세 금속 전극을 나노미터 이하로 붙여 고성능 초박막 반도체 소자를 합성하는데 성공했다고 밝혔고 연구결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재 되었습니다.

반도체 소자가 제대로 작동하려면 전자가 원하는 때 특정한 위치와 방향으로 움직일수 있어야 하는데요 그런데 반도체 칩의 성능을 높이기 위해 개별 소자를 작게 만들다 보면 전자가 원치 않는 위치로 흐르는 현상이 발생하는 터널링 효과가 발생하여 반도체 칩의 성능을 높이기 위해서는 크기가 작으면서도 전자가 원활히 이동할수 있는 전극 물질이 필요했습니다.

연구팀은 먼저 반도체 공정에 활용할수 있는 적당한 금속 전극 물질 후보를 찾았고 논문의 주저자인 송승옥 UNIST 신소재공학과 박사후연구원은 "일반적인 2차원 금속은 고온에서 불안정해 다양한 소자를 만들기 어렵지만 2차원 텔루륨화 백금 화합물(PtTe2)은 섭씨 825도의 고온에서도 안정적이라 2차원 반도체가 합성되는 고온에서도 공정이 가능하다"고 말했습니다.

연구팀은 PtTe의 가장자리 표면에 2차원 반도체 물질인 황화 몰리브데늄 화합물(MoS2)이 합성되도록 했고 가장자리 부위에만 접합되다 보니 접합면이 원자 3개의 크기인 0.7nm정도로 얇았고 합성 과정에서 결함도 거의 발생하지 않았습니다. 접합면이 얇아 급속과 반도체 경계면에서 발생하는 에너지 장벽이 작았고 전자도 원활히 이동했습니다.

권 교수는 "금속과 반도체를 원하는 형태와 크기로 배열할수 있어 반도체 크기에 따라 정교하고 체계적으로 소자 측정이 가능하다"며 "초미세 집적회로에서 우수한 성능을 갖는 차세대 반도체를 구현하는데 도움이 될 것"이라고 말했습니다.