0.01나노 반도체가 가능해진 이유.JPG

현재 반도체 업계에서 2나노 이하는 생산이 불가능하다는 결론을 내렸는데,
첫번째 이유는 더이상 빛의 크기를 줄일수 없었기 때문이고,
두번째 이유는 누설 전류 문제 때문이였어.
하지만 역시 방법은 존재했지.
현재 반도체 공정에서 웨이퍼를 그려낼때 포토 공정이라고 해서,
회로 기판이 그려져있는 마스크에 빛을 쏘아,
반사된 빛을 웨이퍼의 감광액에 쏴 반응 시켜 회로를 그려내는 방식인데,
그래서 빛의 크기만 줄일수있다면 1나노 보다 1조배 보다 더 작게 만들수있따는거지.
그러면 빛의 크기를 더 줄이는 방법은 없는걸까?
그건 빛이 마스크에 닿아 반사된 빛이 지나가는 곳에,
빛의 밀도를 1/100만으로 낮춰주는 렌즈 필터 ND1000000를 설치하는거야.
그러면 렌즈 필터를 통과한 빛의 밀도를 1/100만배로 축소되는데,
투과된 빛의 밀도를 낮춘 상태에서 빛이 형상을 맺는 곳이 0.01CM만 뒤로 미루게 되면
빛의 형상이 1/100만배로 작아지는거지.
즉, 빛의 밀도를 축소 배율에 맞게 낮추는거야.
1/100만배가 작아진 빛에 의해 반응한 감각재에서 1/100만배 작아진 물질이 만들어지게 되는데,
1나노보다 100만배 작은 물질이 만들어지는거지.
눈으로 확인할수가 없고, 1나노보다 100만배 작게 만들수있어.
물론 제일 작은 최소의 빛의 크기가 0.00000001나노 라면 그 크기보다 더 작게 만들수는 없는거야.
이것을 물리적 한계량이라고 하는거지.
마스크에 투과된 빛이 b1 볼록렌즈에서 빛이 모아 특정 지점에 ND1000000 렌즈 필터 A1를 통과해서,
빛의 밀도가 낮아지고 이 빛이 C1 접목렌즈에서 빛이 모이게 되고, B2 볼록렌즈에서 다시 흡수되어
축소되어 웨이퍼를 그려내는거지.
그런데 여기서 감광액에 빛이 닿아서 반응해 만들어지는 물질이 0.00001나노라면 원자의 크기보다 작은데,
이 물질이 만들어지냐는거야.
근데 이 원자는 기체 상태로 독립적인 원자의 크기 기준인데.
액체나 고체 상태에서는 더 작게 만들수있어.
액화 잉곳에 탄소이온과 나노탄소분말을 넣어 혼합하고 초고압 상태에서 압력으로 누른 상태에서 식혀 만드는
초고밀도 나노탄소이온 양자 반도체를 만드는거지.
그리고 이거는 0.1나노 반도체가 개발되고 만들어야할 미래의 기술인데,
커패시터 처럼 절연체를 두고 한 쪽에 전자의 전압을 높여서 전기장을 만들고,
절연체 앞부분에 초고밀도 수소이온으로 코팅해서 0.00001나노 수소이온으로 모든 면적을 체울수있는데,
밀집도나 집약도가 0.00001나노 수준이 되는거야. 이 상태에서 식각하고 수소이온을 공유결합시키고,
커패시터 전압을 해제시키는거지. 사실 빛의 크기만 줄일수있으면 되는 문제였던거야.
감광액을 빛으로 쏴서, 전부 고체화 시켜둔 상태에서 깍아내리는 방법도 있는데,
광학에서 현재 기구로는 시각적으로 볼수 없는 0.000001나노의 시대가 오는거야.
렌즈 필터 축소 공정 1회 늘릴때마다 100만배씩 더 작아지는데,
2번 공정을 거치면 1조배가 작아지고, 3번 공정을 거치면 100경배 작아지게 되는거지.
광학의 세계에서는 가능한 일이야.
빛의 최소한의 단위가 얼마인가.
그 단위까지 작은 물질을 만들수있는거지.
누설 전류가 발생하는 이유는 커패시터의 전하를 저항으로 보내면서 열로 전환되면서 산화막이 열리고
그 산화막에서 누설전류가 발생하는데, 커패시터의 전하를 저항이 아니라 배터리로 보내서 충전하도록 만들거나.
온도를 낮게 유지해서 산화막이 벌어지지 못하도록 커패시터 부분의 그래핀을 코팅해 열을 바로바로 뺴내는거지.
무발열 반도체가 나오면 해결할수있는 문제야.
미세한 공극 문제는 절연액을 넣어서 누설이 되지 않도록 막는거지.
전자의 흐름을 방해하는거야.
10년안에 0.1나노가 가능해질수도있는데.
1000년이 지나도 못할수도 있어.
그건 아무도 모르는거지.