삼성전자가 개발을 지원한 초저전력-초고밀도 메모리 반도체 소재가 연구 성과를 인정받아 국제학술지에 게재됐다.
삼성전자는 25일 삼성미래기술육성사업이 지원하는 손준우 포스텍 신소재공학과 교수와 최시영 교수 연구팀이 개발한 차세대 반도체 소재 연구 결과가 국제학술지 ‘네이처’에 게재됐다고 밝혔다.
삼성전자에 따르면 연구팀은 네이처에 ‘급격한 상전이 특성이 있는 단결정 루틸 구조의 실리콘 상 이종 접합’이라는 제목으로 연구 결과를 게재했다. 이 연구는 지난 2017년 7월부터 삼성미래기술육성사업의 지원을 받고 있다.
반도체는 트랜지스터 집적도를 높여야 성능도 좋아지는데, 반대로 동작 속도가 빨라지면서 열이 발생한다. 이 열은 반도체의 오작동을 야기하기 때문에 연구팀은 트랜지스터 열 문제 해결을 위한 차세대 소재 기술 개발에 나섰다.
연구팀은 상전이 산화물 반도체의 일종인 단결정 산화바나듐(금속 바나듐과 산소가 결합해서 만들어진 화합물)이 기존 실리콘 대비 전압이 낮아 발열이 적다는 성질에 주목하고, 산화바나듐을 실리콘 웨이퍼 위에 쌓을 수 있는 기술을 개발했다. 하지만 산화바나듐은 결정 구조가 실리콘과 달라 웨이퍼에 직접 쌓을 경우 전기적인 결함이 발생할 가능성이 있어 연구팀은 실리콘 웨이퍼에 결정 구조가 같은 산화티타늄을 우선 올리고, 그 위에 산화바나듐을 단결정 상태로 입혔다.
손 교수는 “이번 연구를 통해 차세대 소재로 주목받고 있는 단결정 상전이 산화물의 우수한 특성을 기존 실리콘 반도체 소재에 적용할 수 있게 됐다”라며 “초저전력 초고밀도 메모리 등 기존 한계를 극복할 수 있는 차세대 반도체 소자 개발을 위해 노력하겠다”라고 했다.
삼성미래기술육성사업은 ‘미래를 책임질 과학기술을 육성 및 지원한다’는 목표로 삼성전자가 2013년 1조5000억원을 출연해 만든 연구 지원 공익사업이다. 매년 상·하반기 기초과학, 소재, 정보통신기술(ICT) 분야에서 지원할 과제를 선정하고, 1년에 한 번 지정테마 과제 공모를 통해 국가에 필요한 미래 기술분야 연구도 함께 지원한다. 현재까지 682개 과제에 8865억원을 지원했으며, 국제학술지에 2130건의 논문이 게재되는 등 활발한 성과를 나타내고 있다.