포항공과대학교(POSTECH)는 김석 기계공학과 교수를 중심으로 한 연구팀이 초박막 실리콘을 활용한 새로운 반도체 제작 기술을 개발했다고 27일 발표했습니다. 이 기술은 종이처럼 얇은 실리콘을 활용해 양면에 반도체 소자를 구현하는 것으로, 기존 반도체 제작 방식에서의 한계를 극복한 것입니다.
이 연구는 머리카락 굵기의 10분의 1 수준인 초박막 실리콘 양면에 핵심 반도체 공정을 구현하는 데 성공했습니다. 이러한 성과는 반도체 집적도를 크게 향상시킬 수 있는 방법으로 평가되어 최근 생산·제조 분야 최우수 학술지에 게재되었습니다.
기존에는 회로를 평평한 기판 위에 촘촘히 배치하는 방식을 사용해 왔지만, 이는 물리적인 한계에 부딪혀왔습니다. 따라서 반도체를 위아래로 쌓는 3차원 집적 기술이 주목받고 있는데, 이때 초박막 실리콘이 중요한 소재로 부상하고 있습니다.
연구팀은 특정 용액과 중간 기판을 사용해 초박막 실리콘의 안정성을 확보하는 새로운 전략을 개발했습니다. 이를 통해 기판의 앞과 뒷면에 반도체 소자를 정밀하게 제작하는 데 성공했는데, 이는 반도체를 '쌓는' 시대로 나아가는 중요한 발전임을 시사합니다.
이번 연구 결과는 고성능 3차원 반도체 개발뿐만 아니라 스마트 기기, 웨어러블 전자기기, 의료 센서 등에도 적용될 수 있을 것으로 기대됩니다. 김석 교수는 이 기술이 고집적 반도체 뿐만 아니라 유연하면서도 성능이 뛰어난 전자소자 제작으로 이어질 수 있다고 전했습니다. 해당 연구는 과학기술정보통신부 중견연구사업의 지원을 받았습니다.