위스콘신 매디슨 대학 연구팀이 저렴하면서도 대량으로 제족할 수 있는 유연한 트랜지스터를 개발했다고 발표했다. 이 트랜지스터는 고속 동작이 가능해 무선으로 데이터 통신이나 동력 전달에도 이용할 수 있고 웨어러블 기기 같은 분야에도 응용될 것으로 기대된다.

연구팀은 이 트랜지스터를 제조하는데 나노임프린트 리소그래피(Nanoimprint lithography) 기술을 이용했다. 보통 일반 집적회로 제조공정에 이용하는 포토리소그래피(Photolithography)는 실리콘 웨이퍼 위에 포토레지스트라고 불리는 감광성 수지를 얇게 바른 다음 집적회로 도면을 빛을 가한다. 마치 사진을 찍는 것처럼 회로를 만드는 것. 또 반도체를 형성하기 위한 불순물인 도펀트(dopant)를 씌워 가열 소성 처리해 구리와 알루미늄 배선을 만든다.

반면 나노임프린트 리소그래피는 단결정 실리콘에 포토레지스트를 싣고 회로도를 새긴 템플릿을 씌운 다음 나노미터 폭 전자빔을 가한다. 템플릿을 제거하고 드라이에칭으로 실리콘 막에 실제 회로를 만들고 불필요한 포토레지스트를 없앤다.

이번 연구에선 소성 과정을 저온으로 처리하고 최종 완성된 회로를 PET 필름에 고정시킨 다음 배선 등을 만들었다. 페트병 같은 것에도 사용하는 PET 필름을 기반으로 삼기 때문에 유연하다.

이 방식은 포토 리소그래피보다 공정을 단순화할 수 있고 저비용화가 가능하다는 게 특징이다. 연구팀은 미래에는 회로를 새긴 템플릿팜을 밀방망이 같은 형태로 가공, 실리콘 막에 도장을 눌러 트랜지스터를 만드는 형태로 대량 생산을 하는 한편 이를 통한 비용 감소가 가능할 것으로 기대하고 있다.

이렇게 대량 생산 뿐 아니라 높은 처리 성능을 가진 것도 이 유연한 트랜지스터의 특징 가운데 하나다. 시뮬레이션에선 110GHz라는 엄청난 고속 동작이 가능했으며 실험 단계 프로토타입도 38GHz 구동을 확인했다고 한다.

만일 이 방식으로 집적도를 더 높여간다면 앞으로 엄청난 성능을 기대할 수 있으며 웨어러블 컴퓨터를 만들어낼 수 있을 전망이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

한종진 IT칼럼니스트  hancook@hanmail.net

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