▲ 중국 반도체초격자 연구진이 si기판에서 만든 순수 상 InAs 나노와이어 .

중국의 연구진이 새로운 나노와이어 제조 기술 개발로 고속·저출력 전자부품 개발이 활성화될전망이다.

중국 반도체초격자 실험실 연구진이 실리콘(Si) 기판에서 매우 가벼운 순수 상 인듐비소(InAs) 나노라인 제조에 성공했다고 13일 밝혔다.

InAs는 중요한 협홈(Narrow gap) 반도체 일종으로 전자 전이율이 높고 질량이 낮은 특징을 가지고 있다. InAs 나노와이어는 InAs와 나노소재의 특징을 집적하고 있어 단일 전자 트랜지스터, 공명터널 다이오드 및 벌리스틱 트랜스포트 트랜지스터(Ballistic transport transistor)등을 제조하는 이상적인 소재가 되고 있다.

그 동안 제조된 InAs 나노와이어 중에는 모두 적층(Stacking) 및 트위닝(Twinning) 결함이 있었다. 지금까지는 3족-5족 결합 반도체인 갈륨비소(GaAs), 인듐비소(InAs)와 인듐인(InP) 기판에서 순수 상 인듐비소(InAs) 나노와이어 제조 기술이 있었다.

만약 Si 기판에서 고품질의 순수 상 InAs 나노와이어를 생산해 낼 수 있다면 현재 성숙된 실리콘 CMOS 공법 기술과 쉽게 적용할 수 있다. 이에 따라 Si 기판에서 순수 상 InAs 나노와이어를 제조하는 것은 최근 과학자들이 추구하는 목표가 되고 있다.

연구진은 분자선 에피턱셜(MBE) 기술을 이용해 최초로 Si 기판에서 아주 가벼운 고품질 순수 상 InAs 나노와이어를 제조했다. 은(Ag)을 촉매제로 이용해 공법을 두 단계 줄였다.

제작된 InAs 나노와이어는 직경이 모두 10nm 안팎의 순수 섬유아연석형구조(wurtzite structure)라서 적층 및 트위닝 결함이 없다.

베이징대학 연구진이 InAs 나노와이어로 제작한 MOSFET 스위치가 100만에 달해 지금까지 InAs 나노라인 수평면 부품 중에서 스위치 비율이 가장 크다.

이 연구결과는 미국화학회가 발간하는 재료공학 분야 권위지인 ‘나노레터스(NanoLetters)에 게재됐다.