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웨이퍼 하나만 있어도 반도체를 복사하듯 계속 생산할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다는 소식입니다.

광주과학기술원(GIST)은 이동선 전기전자컴퓨터공학부 교수 연구팀이 미국 매사추세츠공대(MIT)와의 공동연구를 통해 '질화갈륨 원격 에피택시 기술'을 개발했다고 밝혔습니다. 이 기술을 사용하면 웨이퍼 위에 질화갈륨 반도체를 제작해 떼어내는 방식으로 하나의 웨이퍼만 갖고도 반도체를 계속 만들수 있습니다.

반도체를 만들려면 웨이퍼와 반도체 물질이 필요하고 웨이퍼라는 기초 위에 반도체 물질로 건물을 세우는 방식입니다. 실리콘, 실리콘카바이드, 사파이어와 같은 물질로 만든 고품질 웨이퍼 위에 이와 같거나 비슷한 물질을 잘 정렬해 물리적, 화학적 방법을 써서 반도체로 길러내는 기술을 '에피택시 기술' 이라고 합니다.

기존 에피택시 기술로 1마이크로미터(㎛) 두께 반도체 물질을 얻으려면 이보다 두께가 1000배인 1mm짜리 웨이퍼를 써야했고 웨이퍼 위에 반도체를 잘 만들어도 반도체만 떼어내는 건 쉬운일이 아니었습니다. 또 에피택시 기술에는 질화갈륨이라는 웨이퍼가 쓰이는데 이 위에 반도체를 만들기 위해 물리적, 화학적 방법을 쓰면 웨이퍼 표면이 손상되는 문제도 있었습니다.

이에 연구팀은 질화갈륨과 유사한 특성을 가진 질화알루미늄(AIN)으로 만든 웨이퍼를 활용해 에피택시 기술을 적용했고 그 결과 웨이퍼 위에서 반도체가 안정적으로 만들어지는 것은 물론 완성된 반도체만 웨이퍼에서 떼어내는 것도 전보다 쉐워졌습니다.

연구팀은 이 기술을 쓰면 고품질 반도체를 매우 저렴한 가격에 양산 가능하다고 설명했으며 반도체를 산업현장에서 복사하든 생산할수 있는 길이 열린것입니다.

이 교수는 "이번 연구성과로 기존에 산업현장에서 활용하기 어려웠던 에피택시 기술을 구현하는 방법과 그 조건을 제시할 수 있었다"며 "MIT와의 지속적인 연구 교류를 통해 원격 에피택시 기술과 같은 반도체 초격차 기술을 개발하겠다"고 말했습니다.

이번 연구 성과가 담긴 논문은 국제학술지 ACS 나노(Nano)에 게재됐습니다.