국내 연구진에 의해 금속과는 완전히 다른 성질을 지닌 신물질이 개발됐다.

아주대학교는 최근 전자공학과와 지능형 반도체공학과의 국제 공동 연구팀을 통해 반도체 사용 가능성이 있는 비정질 준금속 나노 극초박막 물질을 개발했다고 3일 밝혔다.

극초박막은 매우 얇게 가공한 물질을 뜻하며, 주로 반도체 배선에 사용된다.

기존에 주로 사용되던 금속의 경우 두께가 줄어듦에 따라 전류 흐름을 거스르는 ‘비저항’이 증가하는데, 신물질은 반대로 두께가 줄어들수록 비저항이 급격하게 낮아지는 모습을 보였다.

또 연구진은 해당 물질이 현재 운용되는 반도체 공정에 즉시 적용할 수 있을 정도로 호환성도 뛰어나다고 밝혔다.

비정질 준금속 극초박막 신물질 [아주대학교 제공]

1000도가 넘어가는 금속 가공과 달리 신물질은 제작하기 위한 온도가 400도 미만으로 비교적 저온이며, 원자를 규칙적으로 배열하지 않아도 저항을 낮게 유지할 수 있기 때문이다.

특히 원자를 규칙적으로 배열하기 위한 작업은 복잡하고 비용이 많이 들기 때문에 불규칙한 ‘비정질’ 상태로도 저항이 낮다는 것은 가격 경쟁력도 확보된다는 것을 의미한다.

현재 아주대 연구팀은 후속 연구로 원자층 증착 기반의 준금속 공정을 개발하고 있는 것으로 알려졌다.

원자층 증착법은 원자 단위로 박막의 두께를 조절할 수 있어 반도체의 소형화가 가능한 첨단 기술이다.

아주대학교의 연구팀을 담당하는 오일권 교수는 “그동안 시도된 적 없는 연구를 통해 완전히 새로운 물질에 대해 처음으로 입증한 사례다”라고 말했다.

이어 “신개념 금속 물질은 기존 공법의 한계에 직면한 미래 반도체 산업의 돌파구가 될 것”이라고 강조했다.

나노 극초박막 물질 구조도 [아주대학교 제공]