복사하듯 반도체 쉽게 생산…GIST, MIT와 에피택시 신기술 개발

웨이퍼 위에 반도체 물질 만드는 과정

얇은 반도체 막 분리 한계 해법 찾아

질화갈륨 원격 에피택시 기술 모식도. 사진 제공=GIST

광주과학기술원(GIST) 연구팀이 미국 매사추세츠공대와 손잡고 반도체를 효율적으로 생산할 수 있는 기술을 개발했다. 웨이퍼(기판) 위에 반도체 물질을 박막(얇은 막) 형태로 성장시키는 ‘에피택시’ 기술을 개선했다.

GIST는 이동선 전기전자컴퓨터공학부 교수와 MIT 공동 연구팀이 ‘질화갈륨 원격 에피택시’ 기술을 개발했다고 19일 밝혔다. 반도체는 웨이퍼 위에 반도체 물질을 성장시키는 방식으로 만들어지는데, 이 성장에 필요한 기술이 에피택시다. 기존 에피택시로는 박막 형태의 반도체 물질을 정교하게 떼어내 사용하는 일은 기술적으로 한계가 있었는데 연구팀이 이를 해결할 방법을 찾았다.



연구팀은 웨이퍼 위에 그래핀 같은 2차원 물질을 올리고 그 위에 반도체 물질을 성장시키는 ‘원격 에피택시’ 기술을 활용해 웨이퍼에 그린 회로 구조를 그대로 복사한 박막 반도체 물질을 얻는 데 성공했다. 가운데층인 그래픽 막 덕분에 웨이퍼와 반도체 물질이 직접 결합하지 않기 때문에 쉬운 분리가 가능한 원리다.

이 교수는 “이번 연구성과로 박리까지 가능한‘질화갈륨 원격 에피택시’ 기술을 구현하는 방법과 필수 조건을 제시할 수 있었다”며 “MIT와의 지속적인 연구 교류를 통해 원격 에피택시 기술과 같은 반도체 초격차 기술을 개발하겠다”고 말했다.

연구성과는 국제 학술지 ACS 나노(Nano)에 지난달 6일 게재됐다.