기사 메일전송
이온빔을 이용한 차세대 반도체 소재의 고성능화 세계 최초 구현 - 반도체 소자의 초고집적화를 위한 응용 가능성 열어 (사이언스지 게재)

윤승원 기자

  • 기사등록 2022-05-13 17:57:53
기사수정

과학기술정보통신부(이하 ‘과기정통부’)는 김윤석 교수(성균관대학교) 연구팀이 차세대 반도체 소재로 주목받고 있는 하프늄옥사이드(HfO2)에 ‘이온빔’을 이용해서 강유전성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법을 세계 최초로 구현했다고 밝혔다.

 

이온빔을 이용한 HfO2 기반 강유전체의 상전이 과정 개념도

과기정통부 개인기초연구사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지인 사이언스(Science)에 5월 13일 게재되었다.

 

강유전성이란 외부 자기장 등에 의해 물체의 일부가 양(+)극이나 음(-)극을 띠게 된 후 그 성질을 유지하게 되는 성질을 말하며, 강유전성이 크면 메모리에서 데이터를 저장하는 기본구조인 ‘0’과 ‘1’의 차이가 커져 저장된 데이터를 보다 정확하게 읽을 수 있게 된다.

 

이러한 강유전성을 지니는 물질을 사용할 경우, 나노미터의 매우 얇은 막 상태에서도 우수한 강유전성을 통해 반도체 소자의 집적도를 높일 수 있다는 아이디어가 이미 40여 년 전에 제안되었으나, 최근 새로 도입된 소재인 하프늄옥사이드에서도 강유전성 증대를 위한 후처리과정이 추가로 필요하고 여러 공정 조건들이 강유전성에 큰 영향을 미치는 등 실제 적용에는 공정상 큰 한계점이 있어 실제로 구현되지는 못했었다.

 

이에 연구팀은 후처리과정이나 복잡한 공정최적화 과정 없이, ‘이온빔’이라는 하나의 변수만으로 하프늄옥사이드의 강유전성을 손쉽게 조절하고 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법을 제시하였다.

 

강유전성의 발현 정도는 산소 공공(산화물 재료의 결정구조에서 산소 원자가 빠져 비어있는 자리)과 밀접한 관계가 있다고 알려져 왔으며, 연구팀은 이에 착안하여 이온빔을 이용한 산소 공공의 정량적 조절을 통해 강유전성을 향상시키는 방법을 고안하였다.

 

연구팀은 이온빔을 적용한 결과, 강유전성의 증가 원인이 산소결함 밀도와 연계된 결정구조 변화에서 기인한다는 원리를 밝혀냈으며, 이온빔을 적용하지 않을 때보다 강유전성을 200% 이상 증가시킬 수 있었다.

 

김윤석 교수는 “이번 연구를 통해 강유전성을 활용한 고효율 반도체 소자의 실용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.”라고 전하며, “현재의 방법론적 연구 결과를 토대로 실제 반도체 산업에 적용하기 위해서는 최적 조건 탐색 등 후속 연구가 지속적으로 필요하다.”라고 덧붙였다.

 

0
기사수정

다른 곳에 퍼가실 때는 아래 고유 링크 주소를 출처로 사용해주세요.

http://paxnews.co.kr/news/view.php?idx=30590
  • 기사등록 2022-05-13 17:57:53
많이 본 기사더보기
  1. SKTㆍSKB, T-B 브랜드로 `iF 디자인 어워드` 나란히 수상 SK텔레콤과 SK브로드밴드는 독일 ‘iF 디자인 어워드(International Forum Design Awards) 2024’에서 ‘TB 브랜드 리뉴얼’과 ‘TB 브랜드 아트월’로 각각 커뮤니케이션 브랜딩 부문에서 수상의 영예를 안았다고 21일 밝혔다.1953년 처음 시작된 ‘iF 디자인 어워드’는 세계에서 가장 오랜 역사를 자랑하는 최고 권위의 디자인상...
  2. 어르신 1천만 시대, 건강하고 행복한 노후대책 추진한다 정부는 21일 강원도 원주시에서 `국민과 함께하는 민생토론회 : 스물두 번째, 건강하고 행복한 노후`를 개최했다. 원주시는 강원도에서 어르신이 가장 많이 살고 계시는 도시이면서, 국민들이 의료비 부담을 덜고 질 좋은 의료서비스를 이용할 수 있게 하는 국민건강보험공단과 건강보험심사평가원이 자리잡고 있는 대한민국 대표 건강도시.
  3. 강훈식, 후보 등록 “3선의 힘으로 윤석열 정권의 무능과 오만에 맞설 것” 강훈식 국회의원이 21일 제22대 국회의원 선거에 본 후보로 등록을 마치고 첫 일정으로 현충사를 참배했다.  후보 등록시간인 아침 9시 아산시 선관위에 첫 번째로 등록한 강훈식 의원은“3선이 되면 무거운 책임감으로 열심히 일하겠다는 다짐 속에 후보 등록을 마쳤다”며 “국가대표가 될 지역의 일꾼을 뽑는 선거인 만큼 누가 국...
  4. 문진석 후보 “천안 발전 제대로 이끌 기관차 역할 할 것" 더불어민주당 천안시갑 문진석 의원은 21일 선거관리위원회에 제22대 국회의원선거 후보자로 등록하고, 재선 도전을 본격화했다.문 후보는 지난 2월 22일 더불어민주당 공천관리위원회 5차 발표에서 단수공천을 확정 짓고, 선거 승리를 위한 활동을 이어왔다.문진석 후보는 “이번 선거는 무도한 윤석열 정부를 심판하고, 무너져가는 대한...
  5. 이장우 대전시장, 상급종합병원 비상진료 현장점검 이장우 대전시장은 21일 충남대학교병원 및 건양대학교병원에 방문하여 대전시 관내 상급종합병원 의료 현장 상황을 점검하고, 관계자 의견을 청취했다. 이번 현장 방문은 전공의 집단행동 대비 중증․응급 비상진료 현장을 확인하고, 현장을 지키며 환자를 진료하고 있는 의료진을 격려하기 위하여 마련됐다.이날 이 시장은 충남대학교병.
포커스 뉴스더보기
모바일 버전 바로가기