인공지능 자율주행 성능 ‘플라즈마’ 기술로 ‘업(Up)’
기계연, 차세대 반도체 대면적 식각 기술 세계 최초 개발
세계적으로 인공지능, GPT, 사물인터넷(loT), 자율주행 등과 같은 미래산업이 주목받는 가운데, 실리콘 기반 반도체 기술보다 성능이 뛰어나고 전력이 절감되는 차세대 2차원 반도체 공정 기술을 세계 최초로 개발했다.
과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(이하 기계연) 플라즈마연구실 김형우 박사와 성균관대학교 김태성 교수 공동 연구팀은 ‘플라즈마 기반 반응성 이온 식각(Reactive ion etcher, 이하 RIE) 장비를 이용해 차세대 반도체 이황화 몰리브덴(MoS₂이하 MoS2)의 4인치 대면적 원자층 식각 기술을 개발했다고 밝혔다.<@<이황화 몰리브덴(MoS2)은 몰리브덴과 황으로 구성된 화합물이다. 1nm 수준으로 얇고 평평한 형태로 안정적으로 전자이동을 제어하며, 실리콘을 대체할 수 있는 신소재 물질로 주목받고 있다.
MoS2는 반도체 성능 지표인 on/off 비율이 기존 실리콘 대비 1천 배 이상 높아 뛰어난 반도체 성능을 유지할 수 있다. 또, 플라즈마 식각 공정 수행 시 반도체 표면에 불순물이 잔류하기 때문에 이를 제거하기 위한 추가 공정이 필요하다는 단점이 있는데, 연구팀은 이 문제를 밀도범함수이론(Density functional theory, 이하 DFT) 기반의 계산과학 스크리닝 시스템을 도입해 해결했다.
기계연 김형우 선임연구원은 “최근 AI, GPT, IoT, 자율주행, 클라우드 등 미래 산업들이 반도체 칩의 미세선폭 제어가 가능한 공정의 중요성이 부각되고 있다”며 “이번 기술 개발을 통해, 2D 차세대 반도체 공정으로 MoS2 반도체를 양산 수준까지 향상해 반도체 산업 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”라고 밝혔다.
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