https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=105&oid=366&aid=0000545019


국내 연구진이 나노(nm·10억분의 1미터) 크기 반도체의 집적도를 더 높이면 오히려 성능이 떨어지는 역설을 푸는 실마리를 찾았다. 현재 한계에 다다른 반도체 집적도와 성능을 다시 한번 끌어올리는 데 기여할 것으로 기대된다.

신현석 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 교수와 신현진 삼성전자 종합기술원 전문연구원 등이 참여한 국제 공동 연구진은 반도체 소자(素子)를 더 작게 만들 수 있는 절연체를 개발했다고 25일 밝혔다.

연구결과는 이날 국제 학술지 네이처(Nature)에 게재됐다.




"반도체 초격차 전략을 이어갈 수 있는 핵심 소재기술 개발"
http://www.startuptoday.co.kr/news/articleView.html?idxno=45099

현재와 같은 나노미터 단위의 반도체 공정에서는 소자가 작아질수록 내부 전기 간섭 현상이 심해져 오히려 정보 처리 속도가 느려지게 된다. 이러한 이유로 전기 간섭을 최소화하는 낮은 유전율을 가진 신소재 개발이 반도체 한계 극복의 핵심이라고 알려져 있다.

현재 반도체 공정에서 사용되는 절연체는 다공성 유기규산염(p-SiCOH)으로 유전율이 2.5 수준이다. 이번에 공동 연구팀이 합성한 비정질 질화붕소의 유전율은 1.78로 기술적 난제로 여겨진 유전율 2.5 이하의 신소재를 발견한 것이며, 이를 통해 반도체 칩의 전력 소모를 줄이고 작동 속도도 높일 수 있을 것으로 기대된다.

뿐만 아니라, 기존에는 유전율을 낮추기 위해 소재 안에 미세한 공기 구멍을 넣어 강도가 약해지는 문제가 있었으나, 비정질 질화붕소는 물질 자체의 유전율이 낮아 이러한 작업 없이도 높은 기계적 강도를 유지할 수 있게 되었다.




Ultralow-dielectric-constant amorphous boron nitride
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2375-9


semiconductor-new material
https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=104&oid=001&aid=0011701663

- New insulator material for smaller, faster semiconductors developed -
A team of researchers has developed a new insulator material that can lead to production of smaller and faster semiconductors, the science ministry said Thursday.



반도체 집적도가 이제 높일 데로 높여서 한계에 다다랐다고 생각했는데, '비정질 질화붕소(amorphous boron nitride)'라는 소재를 개발하여 집적도를 더 높였다고 합니다. 이 물질이 유전율이 낮아서 주위 전기장에 대한 간섭을 줄일 수 있어서 반도체 집적도를 더 올릴 수 있다고 하네요. 이야 이게 되네?! 참으로 반도체 개발 역사에서 정말 큰 쾌거가 아닐 수 없습니다. 극복하기 힘들어보였던 물리적 한계를 뛰어넘다니, 가슴이 벅차오릅니다..