포스텍(POSTECH·총장 김무환)은 이병훈·강석형 전자전기공학과 교수와 박사과정 이용수 씨 연구팀이 적은 전력으로도 우수한 성능을 보이는 삼진 로직 회로(Ternary logic circuit)에 필요한 원천소자기술을 개발하는데 성공했다고 18일 밝혔다.



<반도체 칩의 전력 소모를 줄일수 있는 기술을 개발한 포스텍 연구팀. 왼쪽부터 이병훈 교수, 강석형 교수, 이용수 씨(박사과정)>

연구팀은 특정 전압 영역에서만 전도성을 띠는 반양극성(Anti-Ambipolar) 스위칭 소자를 개발, 삼진 회로의 누설전류 문제를 해결했다. 반양극성 스위칭 소자를 이용한 삼진 회로는 누설 전류가 거의 발생하지 않았으며 0.15마이크로와트(μW, 1μW=100만분의 1W)의 적은 전력으로도 탁월한 성능을 보였다. 다른 삼진 회로에서 필요했던 전력량의 7분의 1에 불과하다.


<ZnO-DNTT 반양극성 스위치 소자의 모식도(왼쪽 위), 반양극성 스위치 소자의 단면 투과 주사 현미경(TEM) 이미지(왼쪽 아래), 반양극성 스위치의 전기적 특성(오른쪽)>
이번에 개발된 소자는 전원 전류비(Peak-to-Valley Ratio)가 106로 우수할 뿐 아니라, 칩 단위의 대면적 공정이 가능하고 안정적이고 균일하게 동작해 삼진 회로의 상용화 가능성을 더욱 높였다는 게 특징이다.

이번 연구성과는 급격히 늘어난 전력 소모로 어려움을 겪는 반도체 기술의 한계를 돌파할 수 있는 대안으로 학계의 이목을 끈다. 전력 소모를 줄임으로써 관련 산업의 경쟁력을 확보하고, 막대한 전력 사용으로 인한 환경 오염을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

한국연구재단 미래소재디스커버리사업, 차세대지능형반도체기술개발사업 지원을 받아 이뤄진 이번 연구성과는 최근 국제 학술지 'ACS 나노(ACS Nano)'에 게재됐다.

포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com

출처: https://www.etnews.com/20220718000064?obj=Tzo4OiJzdGRDbGFzcyI6Mjp7czo3OiJyZWZlcmVyIjtOO3M6NzoiZm9yd2FyZCI7czoxMzoid2ViIHRvIG1vYmlsZSI7fQ%3D%3D