내구성 높은 반도체소자 만드는 신기술 개발 廣島대학 나노디바이스·시스템연구센터의 中島安理 조교수와 橫山新 교수는 내구성이 높은 반도체 소자를 만드는 신기술을 개발했다. 새 기술은 트랜지스터의 세 전극 가운데 구동시 전압을 가하는 게이트 전극의 절연막을 제조할 때 사용한다. 연구팀은 이 절연막을 종래의 실리콘 산화막 위에 아주 얇은 실리콘 질화막으로 감싸는 구조로 만들었다. 이로써 절연막의 수명을 지금까지의 10배인 100년으로 연장하는데 성공했다. 소자 자체의 수면도 몇 배로 향상되리라 전망할 수 있다고 한다. 실리콘 산화막 위에 실리콘 질화막을 겹치는 아이디어는 있었으니, 균일한 막을 만들기 어렵다는 문제가 있었다. 中島교수 등은 「원자층 성장법」이라고 불리는, 원자를 한 층씩 정교하게 겹쳐 나가는 방법을 이용했다. 우선 실리콘 원자를 한 층 만든 다음 그 위에 질소원자를 딱 한 층 겹치는 방식으로 두 번 반복했다. 전체 두께는 0.4㎚에 그쳐, 절연막은 두꺼워지지 않은 채 고속동작을 유지할 수 있다. 현재의 반도체 제조공정에서는 게이트 전극에 포함된 불순물이 열에 의해 확산, 얇은 절연막을 손상시킨다. 게이트 전극 절연막의 품질이 열화하면 트랜지스터가 작동할 때마다 전압에 의해 손상되기 쉬워진다. 새로이 겹쳐진 실리콘 산화막은 절연막을 불순물로부터 지키는 역할을 한다고 한다. 트랜지스터이 미세화가 진행되어, 게이트 전극을 주위에서 전기적으로 가로막는 절연막은 앞으로 몇 년 안에 원자 몇 개 수준에 달하리라 예측된다. 신기술은 고속동작에 필요한 절연막을 얇게 유지하면서 내구성도 높일 수 있는 방법으로 유력하다고 보고 있다. (CJ)