실리콘 나노선의 전기흐름 방해 원인 규명

아주경제 권석림 기자= 차세대 반도체 소자인 ‘실리콘 나노선’의 전기 흐름을 방해하는 원인이 밝혀졌다.

한국과학기술원(KAIST)은 장기주 물리학과 특훈교수팀이 산화 처리된 실리콘 나노선에서 전기를 흐르게 하기 위해 첨가한 불순물이 비활성화를 일으키는 메커니즘을 규명했다고 22일 밝혔다.

실리콘 나노선은 굵기가 10나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 이하로 매우 얇아 획기적인 집적도를 가진 반도체를 구현할 수 있는 차세대 반도체 소자로 주목받고 있다.

전기가 흐르지 않는 실리콘 나노선을 반도체 소자로 적용하기 위해서는 인이나 붕소와 같은 불순물을 첨가해 양의 전하를 띠는 정공(hole)이나 음의 전하를 띠는 전자 운반자를 만들어 전기가 흐를 수 있게 해야 한다.

하지만 실리콘 선의 직경이 나노미터 수준으로 작아지면 불순물을 첨가하는 것 자체가 어렵고 이를 통해 전기적 성질을 조절하는 것이 쉽지 않다.

장 교수는 "실리콘 나노선을 산화물 껍질로 둘러싼 형태의 코어-쉘 원자모델을 제작, 불순물을 첨가한 결과 실리콘 코어 안에 첨가된 붕소 불순물이 산화과정에서 코어를 싸고 있는 산화물 껍질로 쉽게 빠져나간다"고 말했다.