한국연구재단은 성균관대 물리학과 안종렬 교수(교신저자)와 송인경 박사(제1저자)가 1나노미터(10억분의 1미터)보다 작은 반도체를 실리콘 기판에 대(大) 면적으로 제작할 수 있다는 사실을 실험으로 밝혀냈다고 9일 밝혔다.

교육부와 연구재단의 지원을 받아 수행한 이번 연구 결과는 나노 분야 권위지 '나노 레터스' 1월 15일자에 게재됐다.  

실리콘 반도체 기술은 머지않아 1나노급에 도달할 것으로 전망되는 등 빠르게 발전하고 있지만, 1나노급에서 기존처럼 반도체를 제작하기 위해서는 수많은 장애물이 있는 실정이다.

연구팀은 이번에 실리콘 기판 위에 대면적으로 서로 다른 특성이 있는, 즉 전자도핑 정도가 다른 1나노미터 이하의 금속선을 반복적으로 배열하는 데 성공했다.

또 반복적으로 배열된 두 종류의 금속선 중에서 한 종류의 금속선 만을 선택, 대면적으로 특성을 제어할 수 있다는 사실도 실험으로 밝혀냈다.  

1나노미터 이하 반도체 제작의 핵심 기술은 1나노미터 이하 영역의 물질을 선택적으로 원하는 물성을 가진 물질로 변화시키는 것이다.  

서로 다른 특성을 지닌 금속선을 사용한 것은 선택적으로 원하는 영역을 1나노미터 이하 수준에서 변화시킬 수 있는지를 확인하기 위해서다. 즉 실험 전과 후의 변화를 확인하는 데 용이하기 때문이다.  

따라서 이 실험은 1나노미터 이하의 반도체도 제작할 수 있음을 보여주는 것이라고 안 교수는 설명했다.  

안 교수는 "이번 증명이 현재 양산되고 있는 반도체에 직접 사용되는 실리콘 기판 위에서 수행됐다는 점에서 의미가 있다"며 "특히 대면적 실리콘 반도체 제작이 1나노미터를 넘어 그 이하 단계인 원자 수준에서도 실현될 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.