KAIST, DNA 활용 2나노급 반도체 제조 기술 개발

KAIST, DNA 활용 2나노급 반도체 제조 기술 개발

KAIST는 6일 신소재공학과 김상욱 교수 연구팀이 DNA를 그래핀 위에 배열시키는 기술을 활용해 초미세 반도체 회로를 만들 수 있는 원천기술을 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. 

이번 신기술 개발에 따라 우표 크기의 메모리 반도체에 고화질 영화 1만 편을 저장할 수 있는 2나노미터(nm, 10억분의 1m)급의 선폭을 갖는 반도체가 개발될 것으로 기대되는데, 이는 현재 상용화중인 20나노급 반도체의 100배 정도를 담을 수 있는 용량이다. 

연구팀은 'DNA 사슬접기'라는 최첨단 나노 구조제작 기술을 이용하면 금속 나노입자나 탄소 나노튜브를 2나노미터까지 정밀하게 조절할 수 있다는 점에 착안했다. 

실리카나 운모 등 일부 제한된 특정 기판 위에서만 패턴이 형성돼 반도체칩에는 적용이 불가능하다는 점을 극복하기 위해 그래핀을 화학적으로 개질해 표면에 다양한 물질을 선택적으로 흡착하도록 만들었다. 

개질된 그래핀은 원자수준으로, 평탄하면서도 기계적으로 잘 휘거나 변형되는 장점을 갖기 때문에 이러한 그래핀 위에 DNA 사슬접기를 패턴화하면 기존과는 달리 유연성이 매우 뛰어난 DNA 회로구성이 가능할 것으로 기대된다. 

KAIST 김상욱 교수는 "실리콘 기반 기존의 반도체 기술은 한계에 이르렀지만, 이번 기술 개발에 따라 앞으로 신물질 차세대 반도체 개발에 커다란 파급효과를 불러일으킬 것"이라면서 "나노반도체나 바이오센서 등 다양한 분야에 원천기술로 활용될 것으로 기대된다"고 말했다. 

이번 연구결과는 화학분야의 권위 있는 학술지인 '앙케반테 케미(Angewandte Chemie International Edition)' 1월호에 표지논문으로 발표됐으며, 관련 기술은 국내외 특허출원을 마쳤다.