삼성전자 SAIT(Samsung Advanced Institute of Technology)는 강유전 물질 기반의 시스템 반도체 구현 연구가 우수성을 인정받아 글로벌 학술지 네이처 일렉트로닉스에 게재됐다고 1일 밝혔다.
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트랜지스터에서 전류 흐름을 제어하는 게이트에는 전압이 걸리면 전하를 끌어 모으고 전류가 밖으로 빠져나가지 못하도록 하는 절연막이 있다. 절연막은 반도체 칩이 작아지면서 덩달아 두께도 얇아졌는데, 이에 누설 전류도 함께 증가하는 문제가 생겼다.
이를 해결하기 위해 SAIT는 절연막에 활용되는 고유전 물질을 신소재인 강유전 물질로 대체했다. 강유전 물질은 고유전 물질과 비교해 누설 전류 증가 없이 동작 전압만 감소시킬 수 있고 결과적으로 트랜지스터의 소비 전력을 크게 줄일 수 있다.
조상현 삼성전자 SAIT 조상현 연구원(공동 1저자)은 “이번 연구는 강유전 물질의 음의 전기용량(NC) 효과를 실험적으로 검증한 것과 더불어 차세대 저전력·고성능 시스템 반도체 소자의 상용화 가능성을 확인했다는 데 의미가 크다”며 “강유전체 박막 성장 및 소자 기술을 더욱 개선해 우리 회사 파운드리 사업의 핵심 미래 기술이 되길 기대한다”고 말했다.