두께 0.25nm, 세상에서 가장 얇은 반도체

안종렬 성균관대 교수팀… 원자 한 층 두께 초박막 소자 개발
현재 상용 반도체의 60분의 1 수준

안종렬 교수

원자 한 층 두께로 세계에서 가장 얇은 반도체 제작법을 국내 연구진이 개발했다. 안종렬 성균관대 물리학과 교수팀은 나노 물질로 만들 수 있는 한계치인 0.25nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m) 두께의 초박막 반도체를 개발하는 데 성공했다고 25일 밝혔다. 현재 상용화된 가장 얇은 반도체인 15nm급에 비하면 60분의 1, 차세대 반도체인 10nm급과 비교하면 40분의 1 수준이다.

연구진은 탄화규소로 만든 기판 위에 ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀과 절연체인 질화붕소 합금을 붙여 0.25nm로 줄이는 데 성공했다. 그래핀과 질화붕소가 모두 벌집 모양의 육각형 구조를 이루고 있다는 점에 착안해 이 둘을 옆으로 이어 붙였다. 이 방식으로 반도체 회로의 기본 구조인 트랜지스터를 만들어 성능을 시험한 결과 기존 트랜지스터와 동일하게 작동했다.

안 교수는 “탄화규소 기판을 값싸게 대량 제조할 수 있는 기술을 추가로 연구한다면 4년 안에 상용화할 수 있을 것”이라고 말했다.

연구 결과는 화학 분야 권위지인 ‘미국화학회지’ 5월 14일자 온라인판에 실렸다.

권예슬 동아사이언스 기자 yskwon@donga.com