차세대반도체연구회

(요약) 2007년12월23일은 트랜지스터가 발명된 지 60년이 된다. 60년은 제2차 세계대전 직후인 수년간의 베이비 붐 시기에 태어난 세대에게는 정년과도 같은 것이지만, 반도체 산업은 아직 정년을 맞고 있지는 않다. 트랜지스터의 발명이 오늘날 집적회로의 발명으로 연결되었다고 하는 점에 높은 평가를 받아, 발명자 3사람은 노벨상을 받았다. 동일(同一) 반도체임에도 다이오드는 평가받지 못하면서 왜 트랜지스터는 높이 평가받는지를 고찰해 보고자 한다. (내용) 바이폴러 트랜지스터는 Shockley가 처음부터 추구해온 바와 같이, 베이스 폭을 1μm 이하로 얇게 하지 않으면 증폭작용은 가질 수 없다. 1960년대, 70년대에는 1μm의 Lithography 기술은 불가능했다. 그래서 바이폴러는 세로(縱)구조를 취하지 않을 수 없었다. 전류는 세로방향을 달리지만, 컬렉터 전극을 표면으로부터 끄집어 낸다고 하면 세로방향으로부터 가로(橫)방향으로의 전류를 흘릴 수 있다. Discrete(이산회로)에서는 세로구조이기 때문에 컬렉터 전극은 하부로부터 취했지만, 집적회로라면 하부전극을 위로 올려 취하여야 한다. 그래서는 집적도는 올라가지 않는다. 이에 비해, MOS 트랜지스터는 표면으로부터 게이트, 드레인, 소스 3 단자를 취할 수가 있다. 전류는 가로방향으로 달린다. 집적화가 용이하다. 그러나 MOS 트랜지스터의 표면은 여전히 불안정했는데, 큰 계면 준위 밀도뿐 아니라, 고정 전하(固定電荷), 가동 전하(可動電荷) 등 여러 가지 요인이 MOS 표면을 불안정하게 했다. 결정면의 방위도 계면 준위 밀도에 커다란 영향을 미쳤다. 이를 해결하고자 전 세계의 수많은 엔지니어가 이에 도전하여, MOS 표면의 불안정성을 해결하고 나서야 비로소 MOS 트랜지스터를 사용할 수 있는 정도에 도달하게 되었다. 이를 위한 노력을 오늘날의 MOS 반도체 칩의 성과로 드는 사람들이 많이 있다.