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Status of  achievement

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Title [press release] KAIST prof. Yang-Kyu Choi's research achievement (2017.1.4 Newsis) Date 2017.01.04 10:51
참조 1 : http://www.newsis.com/ar_detail/view.html/?ar_id=NISX20170104_0014619152&cID=13003&pID=13000
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실리콘보다 빠르고 저렴…KAIST, 탄소나노튜브 반도체 개발


【대전=뉴시스】이시우 기자 = KAIST는 전기및전자공학부 최양규 교수 연구팀이 국민대학교 최성진 교수와 공동으로 실리콘 반도체보다 5배 빠르고 저렴한 탄소나노튜브 반도체를 개발했다고 4일 밝혔다.

탄소나노튜브는 구리의 전기 전도도, 다이아몬드의 열전도율에다 철강보다 강도가 100배 뛰어나 차세대 전자소자 및 센서의 소재로 주목받는 물질이다.

실리콘 반도체보다 성능이 훨씬 뛰어나지만 반도체로의 정제가 어려워 상용화하는데 한계가 있다.

연구팀은 탄소나노튜브를 위로 쌓는 3차원 핀(Fin) 게이트 구조를 이용해 대면적 탄소나노튜브 반도체를 개발하는데 성공했다.

3차원 핀 게이트 구조는 게이트 전극이 전류가 지나는 통로인 채널의 전면을 감싸는 형태를 말한다.

이 구조를 이용해 탄소나노튜브를 위로 증착했다. 1㎛ 당 600개의 탄소나노튜브 증착이 가능하다. 이는 약 30개 정도만 증착할 수 있는 2차원 구조에 비해 20배 이상 많은 것이다.

연구팀은 이를 통해 50㎚ 이하의 폭에서도 높은 전류 밀도를 갖는 반도체를 만들었다.

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【대전=뉴시스】이시우 기자 = KAIST 전기및전자공학부 최양규 교수 연구팀과 국민대학교 최성진 교수가 공동 개발한 8인치 기반의 대면적 3차원 탄소나노튜브 트랜지스터 전자 소자(사진 왼쪽)와 단면을 관찰한 투과 전자 현미경 사진(오른쪽). (사진=KAIST 제공)

실리콘 기반의 반도체보다 5배 이상 빠르면서 5배 낮은 소비 전력으로 동작 가능할 것으로 연구팀은 전망했다.

또 기존의 실리콘 기반 반도체에 쓰이는 공정 장비로도 제작 및 호환이 가능해 별도의 비용이 발생하지 않아 상용화 가능성도 높을 것으로 내다봤다.

제1 저자인 KAIST 전기및전자공학과 이동일 연구원은 "차세대 반도체로서 탄소나노튜브 반도체의 성능 개선과 더불어 실효성 또한 높아질 것"이라며 "실리콘 기반 반도체를 10년 내로 대체하길 기대한다"라고 말했다.

한편, 이번 연구는 미래창조과학부 글로벌프론티어사업 스마트IT융합시스템 연구단과 미래유망융합파이오니아 사업의 씨모스 THz 기술 융합 연구단의 지원을 받아 수행됐다.

연구 결과는 나노 분야 학술지 '에이씨에스 나노(ACS Nano)'에 게재됐다. 논문 제목은 '3차원 핀 게이트 구조 탄소나노튜브 네트워크 트랜지스터(Three-Dimensional Fin-Structured Semiconducting Carbon Nanotube Network Transistor)'이다.

issue@newsis.com


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