리서치 하이라이트

일정 간격의 도핑을 통한 반도체 성능 향상

Nature 437, 7062

반도체가 올바르게 동작하기 위해서는 붕소와 같은 불순물을 반도체 재료에 소량 첨가하여 전기적 특성을 증가시키는 것이 필요하며, 이러한 과정을 도핑이라고 한다. 지금까지는 도핑용 원자를 무작위적으로 첨가하는 것만으로 충분했었다. 하지만, 반도체의 크기가 계속해서 소형화 되면서, 도핑 재료의 원자 개수가 반도체의 전기적 특성에 영향을 주게 될 것이다. 만일 이러한 원자들 간격의 무작위적인 간격이 반도체 장치의 크기와 유사하게 된다면 도핑 재료의 분포가 균질성을 가진다고 볼 수 없게 될 것이다. Shinada 등은 도핑 이온을 하나씩 반도체의 특정 부위에 넣을 수 있도록 최근 개발된 단일 이온 이식 기술을 이용하여, 도핑 재료의 불규칙성에 의한 역할을 조사하였다. 이들의 연구 결과를 통해서 토핑 프로세스의 원자 단위 조절을 통해서 반도체 장치의 효율을 향상시킬 수 있게 되었으며, 실리콘 기반의 고체상 양자 컴퓨터의 특성을 좀더 이해할 수 있게 되었다.