다이아몬드 반도체 트랜지스터, 기존 실리콘 수준의 성능 달성
원제 Diamond Transistor
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Key Point
실리콘과 동등한 성능을 가진 다이아몬드 트랜지스터가 상용화 단계로 진입하면서 차세대 반도체 산업에 새로운 플랫폼이 등장할 가능성이 높아졌다.
핵심 요약
- 스탠포드대학과 파트너십으로 다이아몬드를 반도체로 사용하는 트랜지스터를 개발 중이며, 기존 실리콘 대비 50배 빠른 스위칭 속도를 표방하고 있다.
- 다이아몬드 표면에 수소 원자층을 단말(終末)하면 음의 전자 친화력이 형성되어 다이아몬드 원자가띠에서 표면의 수용체 종으로 전자가 이동한다.
- 이 전하 이동으로 표면으로부터 수 나노미터 범위 내에 높은 밀도의 2차원 정공 가스(2DHG)가 형성되어 p형 도전성을 띠면서도 다이아몬드 벌크의 순수성, 열 전도성, 항복 강도는 보존된다.
- 기존 도핑 방식과 달리 이온 주입이나 격자 치환이 필요 없어 결함 생성과 캐리어 산란을 피할 수 있으므로 고전력·고주파·방사능 저항 전자기기 플랫폼으로 특히 유리하다.
- DF의 다이아몬드 트랜지스터는 이미 최신 3nm 실리콘 수준의 부임계 스윙(subthreshold swing) 성능을 달성했다.
- R&D 그룹이 다이아몬드 트랜지스터를 개발할 수 있도록 다이아몬드 기판을 공급하고 있다.
- 2025년 11월에는 스페인에 27억7천만 달러 규모의 팹(fab) 시설을 추가하는 등 상용화를 위한 투자를 확대하고 있다.