기계연, AI 반도체 성능 혁신 이끌다…플라즈마 기반 이종구조 4인치 웨이퍼 제작 기술 '최초 개발' 작성일 11-07 171 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="FJvN3Ryj6n"> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="3zgVOUNf6i" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="김형우 선임연구원(왼쪽)이 개발한 반도체 플라즈마 장비 앞에서 이종구조 샘플을 들어 보이고 있다." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/07/etimesi/20241107104745794hzmy.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="1zGaFMTNQo" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/07/etimesi/20241107104745794hzmy.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 김형우 선임연구원(왼쪽)이 개발한 반도체 플라즈마 장비 앞에서 이종구조 샘플을 들어 보이고 있다. </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="0bj8hzc6PJ" dmcf-ptype="general">인공지능(AI) 기술 발전과 함께 반도체 성능 향상 필요성이 증가하는 가운데, 우리 연구진이 플라즈마 장비를 이용해 저전력 고성능 반도체를 제작할 수 있는 이종구조 4인치 제작 기술을 세계 최초로 개발했다.</p> <p dmcf-pid="pCqWxsbYQd" dmcf-ptype="general">한국기계연구원(원장 류석현)은 김형우 자율제조연구소 반도체장비연구센터 선임연구원팀이 김태성 성균관대 기계공학부 교수팀과 플라즈마를 이용한 이종구조 4인치 반도체 웨이퍼 제작에 세계 최초로 성공했다고 7일 밝혔다.</p> <p dmcf-pid="URho1QSg6e" dmcf-ptype="general">이 기술은 차세대 반도체 재료인 2차원 전이금속 칼코겐 화합물(TMDc)에 적용, AI 반도체로 사용 가능할 전망이다.</p> <p dmcf-pid="uO7TPrqyQR" dmcf-ptype="general">연구팀은 플라즈마 화학기상증착법(PECVD) 장비를 이용해 두 가지 형태 이종구조 4인치 웨이퍼 구현에 성공했다.</p> <p dmcf-pid="7T2ZJlf58M" dmcf-ptype="general">이황화텅스텐과 그래핀 간 이종구조는 그래핀을 전사한 웨이퍼 위에 텅스텐 금속층을 1나노미터(㎚) 두께로 증착해 황화수소 플라즈마 황화처리로 제작했다.</p> <p dmcf-pid="zA5mbats4x" dmcf-ptype="general">또 이황화몰리브덴의 서로 다른 2개 형상을 결합, '금속-반도체'의 이종구조로 박막형 제작에도 성공했다.</p> <p dmcf-pid="qJvN3RyjQQ" dmcf-ptype="general">특히 사방정계 구조인 금속성 구조(1T)는 준안정화 상태로, 육각형 벌집 구조인 반도체성 구조(2H)보다 상대적으로 불안정해 그동안 대면적 반도체 웨이퍼 제작이 어려웠다. 연구팀 기술 개발로 1T의 4인치 웨이퍼 제작 및 1T-2H 이종구조 구현에 성공하게 됐다.<br></p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="BqafIuj44P" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 김형우 기계연 자율제조연구소 반도체장비연구센터 선임연구원(공동교신), 김태성 성균관대 기계공학부 교수(공동교신), 석현호 성균관대 연구원(1저자)." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/07/etimesi/20241107104747248dfdj.png" data-org-width="472" dmcf-mid="tIafIuj4xL" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/07/etimesi/20241107104747248dfdj.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 김형우 기계연 자율제조연구소 반도체장비연구센터 선임연구원(공동교신), 김태성 성균관대 기계공학부 교수(공동교신), 석현호 성균관대 연구원(1저자). </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="bXP0aYxpx6" dmcf-ptype="general">기존 이종구조 제작 방법인 쌓는 형태의 '스태킹' 방식은 수백 마이크로미터(㎛) 작은 크기로만 가능했으며 재현성도 떨어졌다. 연구팀은 이런 한계를 플라즈마 합성 장비를 활용해 극복함으로써 4인치 대면적 이종구조 웨이퍼를 구현하는 성과를 냈다.</p> <p dmcf-pid="KSUS8D7v88" dmcf-ptype="general">이 기술로 3D 통합구조를 구현하면 전력손실은 크게 감소하고 열 방출량은 적어져, 성능과 에너지 효율성이 높아진다. AI 반도체 필수 특징인 저전력·고성능을 갖췄다.</p> <p dmcf-pid="9pQpNGMUx4" dmcf-ptype="general">김형우 선임연구원은 개발 기술은 기존에 학술적으로만 접근했던 이종구조 연구에서 웨이퍼 크기와 재현성을 충족함으로써 실험적 규명이 가능했다”며 “대량생산 가능성이 높아 향후 AI 반도체 성능 향상 및 산업화에 기여할 것”이라고 밝혔다.</p> <p dmcf-pid="2YBYMOKG6f" dmcf-ptype="general">이번 개발한 이종구조 4인치 웨이퍼 제작 기술은 미국·국내 특허등록으로 원천기술도 확보했다. 어드밴스드 메터리얼즈, 에너지 앤 인바이런먼탈 메터리얼즈에도 표지논문으로 각각 선정됐다.</p> <p dmcf-pid="VqdqE1iBPV" dmcf-ptype="general">한편, 이번 연구는 기계연 기본사업인 '반도체, 디스플레이 산업 핵심 공정용 플라즈마 장비 기반 원천 기술 개발' 과제 및 기계연 창의도전연구사업, 산업통상자원부 인력양성지원사업 과제 지원으로 수행됐다.</p> <p dmcf-pid="fyzyQmBW42" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 마우저, 로보틱스·머신비전 위한 ST 'B-CAMS-IMX' 모듈 공급 11-07 다음 LGU+, AI 통화 에이전트 도전장...'익시오' 출시 11-07 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
