기존 박막 증착법 한계 넘어 텔레륨 원자 활용한 증착 방식 구현 미래 반도체 제조공정의 핵심 기술이 개발됐다. 차세대 반도체 소재를 원자층 수준에서 정밀하게 쌓는 기술이다. 낮은 온도에서도 나노 수준의 3차원 구조에 적용 가능해 다양한 전자 소자에 활용될 전망이다. UNIST 반도체 소재·부품 대학원 및 신소재공학과 서준기 교수팀은 홍익대학교 송봉근 교수, UNIST 정후영 교수 연구팀과 함께 원자층 증착법(ALD)으로 50도의 저온에서 텔레륨 원자가 규칙적으로 배열되는 박막 증착 공정법을 개발했다. 원자층 증착법은 낮은 공정온도에서 삼차원 구조의 표면에 얇고 균일한 막 코팅과 정교한 두께 조절이 가능한 차세대 박막 공정법이다. 하지만, 차세대 반도체인 원자층 반도체에 적용하기 위해서는 일반적으로 250도 이상의 공정온도와 450도 이상의 추가 열처리 작업이 요구된다. 연구팀은 전자소자, 열전소재 등의 다양한 분야에서 연구 중인 단일 원소 원자층 반도체 텔레륨에 원자층 증착법을 적용했다. 열처리 공정 없이도 50도의 저온에서 고품질의 박막을 성공적으로 제조했다. 제조된 박막은 원자가 규칙적으로 배열되고, 나노미터 이하의 두께 조절이 가능하며 모든 표면 위에서
지난 6년간 반도체·전기전자 등 기술 해외유출 적발 건수 142건에 달해 반도체를 둘러싼 글로벌 패권 경쟁이 심화하는 가운데 국내 대표적인 반도체 제조 전문가가 삼성전자 반도체 공장을 통째로 복제한 공장을 중국에 세우려고 한 혐의로 구속 기소되며 업계가 술렁이고 있다. 엔지니어가 핵심 기술이 담긴 자료를 들고 해외 회사로 이직하는 수준을 넘어 고위 임원과 협력사 등에서 전방위적으로 기술 유출 사건이 잇따라 터지며 국가 기밀인 산업 기술 유출에 대한 솜방망이 처벌도 도마 위에 오르고 있다. 12일 업계와 검찰에 따르면, 수원지검 방위사업·산업기술범죄수사부는 삼성전자의 영업비밀인 반도체 공장 BED(Basic Engineering Data)와 공정 배치도, 공장 설계도면 등을 빼돌린 A씨를 구속 기소했다. A씨는 국내 반도체 업계 인력에게 연봉 2배를 제안해 200여명을 본인 회사로 영입했고, 이들에게 삼성전자 반도체 공장 설계도면 등을 입수해 복제 공장 설립에 활용하라고 지시한 것으로 조사됐다. A씨는 차세대 반도체 핵심공정을 개발한 국내 반도체 제조 분야 권위자로, 삼성전자 상무를 거쳐 하이닉스반도체(옛 SK하이닉스) CTO 부사장 등을 지낸 인물이다. 반도
내년 반도체 업계에서는 탄화규소(SiC·실리콘 카바이드)와 질화갈륨(GaN) 등 이른바 3세대 반도체 기술이 본격적으로 성장할 것이라는 전망이 나왔다. 16일 업계에 따르면, 대만 시장정보업체 트렌드포스는 2023년 10대 기술 산업 트렌드 중 하나로 3세대 반도체의 부상을 꼽았다. 기존 전력 반도체는 주로 실리콘(Si) 소재로 만들어졌는데, 최근에는 전력 효율과 내구성을 극대화한 SiC와 GaN 등 신소재를 기반으로 한 차세대 전력 반도체가 주목받고 있다. 앞으로 전자기기 수요 확대와 전력 소비 증가가 예상되면서 차세대 전력 반도체는 미래 성장 가능성이 높은 분야로 꼽힌다. 2026년까지 5년간 SiC와 GaN을 활용한 전력 기기 시장의 연평균 성장률이 각각 35%, 61%에 이를 것으로 트렌드포스는 전망했다. 트렌드포스는 "800V 전기차, 고전압 충전, 고효율 그린 데이터 센터 등의 급부상으로 SiC와 GaN 부품은 가파른 성장 단계에 접어들었다"며 "2023년을 앞두고 더 많은 자동차 업체가 메인 인버터에 SiC 기술을 도입할 것"이라고 예상했다. 아울러 "GaN은 고출력 에너지 저장장치, 데이터 센터 등으로 활용 분야가 넓어지고 있다"며 "삼성전자는
고성능 반도체 소자 미세화‧고집적화 탄력 기대 실리콘 아닌 다른 물질로 ‘더 싸고 작고 성능 좋은’ 반도체를 개발하는 ‘모어 무어(More Moore) 기술’에 탄력이 붙을 전망이다. 반도체 소자 속 반도체와 금속 사이를 ‘1나노미터(㎚, 10억 분의 1m)’ 이하로 줄이면서 고성능을 유지한 기술 덕분이다. UNIST 신소재공학과 권순용·이종훈 교수팀은 반도체 물질과 ‘초미세 금속 전극’이 0.7나노미터(원자 3개 크기)를 두고 수평으로 접합된 ‘고성능 초박막 반도체’ 소자를 원하는 형태로 합성하는 데에 성공했다. 반도체 칩의 성능을 높이려면 칩을 구성하는 개별 소자를 아주 작게 만들어야 하는데, 이를 해결하는 새로운 방법이 나온 것이다. 이를 통해 연구팀은 이번 성과가 ‘반도체 소자 미세화’를 앞당길 것으로 기대했다. 반도체 소자는 전자가 원하는 때에 특정한 위치와 방향으로 움직여야 제대로 작동한다. 그런데 칩 하나에 더 많은 소자를 넣으려 개별 소자를 작게 만들면, 전자가 원치 않는 위치로 흐르는 현상(터널링 효과)이 나타난다. 이 문제를 풀기 위해 매우 얇은 2차원 반도체 물질을 연구 중이지만, 그에 걸맞은 전극은 나오지 않았다. 권순용·이종훈 교수팀은
[헬로티] 카이스트 물리학과 조용훈 교수 연구팀이 LED에 널리 사용되는 질소화합물 반도체를 이용해 대칭성이 매우 높은 삼각형 형태의 양자점(퀀텀닷)을 형성하고 제어하는 데 성공, 광자들 사이에 얽힘을 발생시키는 차세대 양자광원 개발에 핵심적인 양자점 제어 기술을 갖추게 됐다고 밝혔다. ▲출처 : 게티이미지뱅크 자기제한적 성장메커니즘을 적용한 제어 기술 ‘얽힘(entanglement)’은 입자들이 쌍으로 상관관계를 가져 거리에 상관없이 얽혀 있는 쌍의 한쪽 특성을 측정하면 나머지 한쪽의 특성을 즉시 알게 되는 현상이다. 전문가들은 얽힘이라는 양자역학적인 현상을 활용하면 양자통신과 양자컴퓨팅과 같은 양자정보에 필요한 기술 개발과 함께 물리학적으로 새로운 주제들이 개척될 것으로 기대하고 있다. 반도체 양자점(Quantum Dot)은 원하는 순간에 광자를 한 개씩 방출하는 대표적인 고체 기반의 양자광 방출 소자로써 널리 연구되고 있다. 특히, 반도체 양자점의 대칭성을 제어해 양자점 내부의 미세 에너지 구조를 정교하게 조절할 수 있다면, 두 개의 광자를 양자얽힘 상태로 만드는 편광얽힘 광자쌍 방출이 원리적으로 가능하므로 이를 이용한 양자통신 및
[헬로티] 2차원 반도체 물질을 빛만으로 도핑할 수 있게 됐다. 기초과학연구원 원자제어 저차원 전자계 연구단 조문호 부연구단장 연구팀은 2차원 반도체 물질을 서로 다른 파장의 빛을 이용해 도핑할 수 있음을 발견하고, 실시간 및 자유자재로 반도체 기능을 바꿀 수 있는 원자층 집적회로 소자를 구현했다. ▲출처 : 게티이미지뱅크 빛과 물질의 광화학반응으로 탄생하다 이 연구는 빛이 일으키는 결함을 역이용해 n형과 p형 도핑 모두를 가장 간편하게 구현한 연구다. 2차원 반도체는 기존 실리콘 반도체와 특성이 전혀 다르다. 얇고 유연한 전자기기, 극초소형 컴퓨터 등을 구현할 차세대 반도체 물질로 주목받고 있다. 그러나 상용화를 위해서는 실리콘 반도체처럼 내부 불순물 종류와 농도를 자유롭게 조절할 수 있어야 한다. 반도체는 도핑하는 불순물 따라 전자가 많은 n형과 양공이 많은 p형으로 나뉘는데, n형과 p형을 접합시켜야 트랜지스터가 돼 비로소 단일 집적 회로를 구현할 수 있다. 기존에는 표면에 화합물을 도포하거나 물질 합성 단계에서 도핑하는 것이 일반적이었다. 그러나 n, p형 도핑에 각각 다른 처리가 필요하고 도핑 후에는 성질을 바꿀 수 없다는 한계가 있었다. 연구진은
[헬로티] ACM 리서치는 자사의 울트라 Fn 퍼니스(Ultra Fn Furnace) 장비가 전력반도체(power device) 칩 제조 공정에서 합금 어닐링(alloy anneal) 기능을 지원한다고 밝혔다. ▲Ultra Fn 퍼니스 장비 이 새로운 기능은 트랜지스터가 점점 더 소형화 박형화하고, 처리 속도가 빨라짐에 따라 절연 게이트 양극형 트랜지스터(IGBT) 제품 생산 시 계속해서 늘어나는 다양한 요구사항을 충족할 것으로 기대된다. 시장조사회사인 모도 인텔리전스(Mordor Intelligence)는 "2019년 약 5.4억 달러의 시장 규모를 형성한 IGBT 시장은 연평균 9.66%의 성장률을 기록하며 2025년에는 약 9.38억 달러 규모로 늘어날 것으로 예상된다"고 밝혔다. 이어 IGBT제품이 쿠커, 전자 레인지, 전기 자동차(EV), 열차, 가변 주파수 드라이브(VFD), 가변속 냉장고, 에어컨, 램프 안정기, 지역 송전 시스템 및 스테레오 시스템 등 다양한 분야에 광범위하게 사용됨에 따라 최근 많은 기업들이 IGBT 제조 시장에 신규 진출한 상태라고 덧붙였다. 반도체 기술의 진화와 함께, IGBT 제조 관련 요구사항도 계속 늘어나고 있다. 특
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