레이저 한 번으로 반도체 성질 바꾼다 작성일 10-21 44 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">DGIST, 산화·도핑 공정 줄인 신기술 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="BJG94N2uoy"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="3db9bb628cd7c8e7b0bb9ab64aaa5b81b279748eb729e5e5552a419b4772a600" dmcf-pid="biH28jV7kT" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="권혁준 대구경북과학기술원(DGIST) 전기전자컴퓨터공학과 교수 연구진이 개발한 'LODI(Laser-Induced Oxidation and Doping Integration)’ 기술 개념도./DGIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/21/chosunbiz/20251021084848670bfvb.jpg" data-org-width="650" dmcf-mid="zijWX9YCkY" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/21/chosunbiz/20251021084848670bfvb.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 권혁준 대구경북과학기술원(DGIST) 전기전자컴퓨터공학과 교수 연구진이 개발한 'LODI(Laser-Induced Oxidation and Doping Integration)’ 기술 개념도./DGIST </figcaption> </figure> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="6453fdd4606e48efe81170ed33c119d1d88f776f53bcc1ece4b97ec38f4348ac" dmcf-pid="KnXV6Afzav" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/21/chosunbiz/20251021084849028ndzy.png" data-org-width="1800" dmcf-mid="qwr10PtWaW" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/21/chosunbiz/20251021084849028ndzy.png" width="658"></p> </figure> <p contents-hash="22869bd1b6c7635ec5a24bbc9d91d108b7941aa50bfd35aa3424fdabb26314a4" dmcf-pid="9LZfPc4qaS" dmcf-ptype="general">대구경북과학기술원(DGIST)은 권혁준 전기전자컴퓨터공학과 교수 연구진이 레이저 한 번의 공정만으로 반도체의 전도 성질을 바꾸는 신기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 복잡하고 긴 과정을 단일 공정으로 대체할 수 있어 반도체 제조 효율을 크게 높일 수 있다는 평가다.</p> <p contents-hash="74a70b0951a57253f455442375a749b1bd2708c9e035545fa30f31a7aaf17fbb" dmcf-pid="2o54Qk8Bkl" dmcf-ptype="general">반도체는 전류를 전달하는 주된 입자에 따라 ‘n형’과 ‘p형’으로 나뉜다. n형 반도체는 음전하를 띤 전자(e⁻)가 이동하며 전류를 흐르게 하고, p형 반도체는 전자의 빈자리인 정공(h⁺)이 움직이며 전류를 만든다. 스마트폰이나 컴퓨터 같은 전자기기는 이 두 가지가 함께 작동하는 ‘CMOS’ 회로를 사용하기 때문에, n형과 p형 반도체를 모두 구현하는 것이 필수적이다.</p> <p contents-hash="fce9c18dde8d54751cc49c85898cadcbdcdd0848bc04e7568f0fc78934314a87" dmcf-pid="Vg18xE6bNh" dmcf-ptype="general">연구진은 그동안 ‘이상적인 반도체 소재’로 꼽히던 산화티타늄(TiO₂)에 주목했다. 이 물질은 독성이 없고 자원이 풍부하며, 열과 화학 반응에도 강하다. 하지만 결정 구조가 너무 안정적이라 전자의 빈자리(정공)가 잘 생기지 않아 n형 반도체로만 작동하는 한계가 있었다. 즉, 성능은 뛰어나지만 회로의 절반만 쓸 수 있는 셈이었다.</p> <p contents-hash="380e16332b4f592bd896ca933a33827709f44824c147f2a55007e28022971acf" dmcf-pid="fg18xE6bcC" dmcf-ptype="general">이를 해결하기 위해 연구진은 ‘LODI(Laser-Induced Oxidation and Doping Integration)’ 기술을 개발했다. 금속이 산소와 결합해 새로운 물질이 되고(산화), 그 안에 다른 원자가 스며들어 전기적 특성이 달라지는(도핑) 두 단계를 한 번의 레이저 조사로 동시에 진행하는 기술이다.</p> <p contents-hash="0da87f3de013de8b43fc5e7af6da667639da25176100cf256f7528fa44384946" dmcf-pid="4at6MDPKoI" dmcf-ptype="general">연구진은 얇은 티타늄(Ti) 금속 박막 위에 알루미늄 산화막(Al₂O₃)을 덮고, 여기에 레이저를 몇 초간 쏘는 실험을 했다. 그 결과 티타늄이 산소와 결합하면서 산화티타늄으로 바뀌고, 동시에 알루미늄 이온이 내부로 스며들었다. 이 과정에서 전자의 균형이 깨져 정공이 생기고, 결과적으로 전자 대신 정공이 전류를 전달하는 p형 반도체가 만들어졌다.</p> <p contents-hash="6878dae5820693154e567412fb0e5bc73e59f775f7a54672a69131b92b1633fc" dmcf-pid="8NFPRwQ9cO" dmcf-ptype="general">기존에는 산화티타늄을 p형으로 바꾸려면 고온에서 수십 시간 동안 열처리를 하거나, 진공 상태에서 이온을 주입하는 복잡한 공정이 필요했다. 이런 방식은 장비가 비싸고 공정 시간이 길어 상용화에 큰 제약이 있었다.</p> <p contents-hash="497e924ee7ad6cf9357acf70133e041163093fdae9bd986c64df5ff01298845f" dmcf-pid="6j3Qerx2as" dmcf-ptype="general">하지만 LODI 기술은 레이저 한 번, 단 몇 초 만에 같은 효과를 구현할 수 있다. 산화와 도핑, 그리고 미세 패턴 형성까지 한 번에 이루어지기 때문에 제조 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 차세대 반도체 제조 기술로 평가받고 있다.</p> <p contents-hash="a465ca127498223c8b88147d31faedc09d4f98601276726bfd586e179a066dc4" dmcf-pid="PA0xdmMVom" dmcf-ptype="general">권 교수는 “산화물 반도체의 전도 특성을 정밀하게 제어할 수 있는 원천기술을 개발했다”며 “차세대 고집적·고신뢰성 반도체 소자 개발의 중요한 기반이 될 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="9945dbc53412930c0c40e7368e374186f0254e8a0a71420606296e34861944ee" dmcf-pid="QcpMJsRfar" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘스몰(Small)’에 지난 2일 표지 논문으로 실렸다.</p> <p contents-hash="06aed753b8191bd97263962173164859d39e47d76f7725f3b74cf0a91ec3bbe6" dmcf-pid="xkURiOe4aw" dmcf-ptype="general">참고 자료</p> <p contents-hash="de538e0ba099fa7f6bbb41db741df721a19c57f0bf3992158873123a934ecbca" dmcf-pid="y7AYZ2GhoD" dmcf-ptype="general">Small(2025), DOI: <span>https://doi.org/10.1002/smll.70300</span></p> <p contents-hash="2bd40b294badf9e2da4e3b3c9784204797b3e535f7d2cb059edfea68c9105cd2" dmcf-pid="WzcG5VHlNE" dmcf-ptype="general">- Copyright ⓒ 조선비즈 & Chosun.com -</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 조선비즈. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 ‘개와 늑대의 시간’ 늑대 2호 사고 발생 10-21 다음 ‘AI 생태계’ 확장 전략 성과…SKT 에이닷, 월 이용자 ‘1000만’ 돌파 10-21 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
