이제 10년 후면 반도체 기술에 일대 혁신을 몰고 올 기적의 반도체
"초격자소자(Super Lattice)"가 나온다.

초격자 소자란 일본 IBM의 에자키 박사가 처음 제안한 개념이다.

초격자란 갈륨 비소 알루미늄등 서로 종류가 다른 반도체를 매우 얇은
두께로 주기적으로 겹쳐 만든 인공 결정이다.

초격자 한층의 두께는 머리카락 한가닥의 수만분의1 정도.

말하자면 전자의 파장 정도인 10나노미터(1나노미터는 1백만분의 1mm)에
해당한다.

이렇게 극히 좁은 영역에서 효과가 드러나기 때문에 보통의 결정으로 만든
소자와는 전혀 다른 특성을 얻게 되는 것이다.

초격자 소자는 원자 차원의 길이까지 제어하는 구조 안에서 나타나는
새로운 전자현상을 이용한 칩이다.

이 소자는 상온에서 기존 반도체를 초월하는 초고속 초고주파수의 성능을
가졌다.

정보를 읽는 속도는 1피코 초(1피코 초는 1조분의 1초), 주파수는
1백GHz에 달한다.

이 제품이 나오면 기존 반도체 제품의 구도를 뿌리부터 뒤흔들 것으로
보인다.

대표적인 초격자 소자로는 고전자 이동 트랜지스터(HEMT) 공명터널
트랜지스터등이 있다.

HEMT는 초고속 초고주파수 특성을 목표로 한 반도체 소자다.

같은 목적으로 개발중인 초전도 소자에 비해 극저온에서 작동시키지 않아
보다 앞서 개발될 수 있는 것으로 알려졌다.

초격자 소자가 개발되고 실용화되는 시점은 2010년 이후로 예상된다.

현재 개발에 나선 나라는 미국 유럽 일본등이고 이 가운데 미국이 가장
앞서 있다.

일본의 경우 문부성 통산성 과학기술청등이 주도해 개발 프로젝트를
추진중이다.

일반 기업의 연구도 활발하다.

초격자소자 개발에는 신기능을 가진 소자나 새로운 동작 원리소자가
필요하며 입체양자 구조작성기술, 온실이나 영하 1백96.16도(절대온도
77도) 이상의 온도에서 양자 효과를 나타내게 하는 기술등이 필요하다.

초격자 소자를 만들려면 원자를 한층 한층 쌓아가는 결정 성장기술이
필수적이다.

이 기술은 80년께부터 급속히 발전, 현재 분자선 결정 성장기술(MBE)
유기금속 화학기상성장기술(MOCVD)등이 이용되고 있지만 완전한 초격자를
형성하는 데는 한계가 있다.

최근 이 벽을 돌파할 신기술로 원자층 결정성장기술(ALE)이 개발돼
주목받고 있다.

2010년께 초격자소자 시장 규모는 소재 부문에서 1억6천만달러,
완성제품으로는 40억달러에 이른다.

반도체 초격자소자가 나오면 초고속 디지털이나 아날로그 집적회로등에
변화가 생길 것으로 보인다.

( 한 국 경 제 신 문 1999년 1월 5일자 ).