인하대는 최리노 신소재공학과 교수가 최근 비정질상위 단결정 반도체 층을 만들어내는 기술 개발을 제안해 삼성미래기술육성사업 지정테마 연구지원 과제 공모전에서 ‘혁신적인 반도체 구조 및 구현 기술분야’에 선정됐다고 29일 밝혔다.

최 교수가 제안한 연구 과제는 ‘비정질상 위 결정방향 제어가 가능한 저온 단결정 활성층 형성 기술’로, 이는 반도체 절연막으로 사용하는 비정질 산화막 위에 또 다른 반도체 층을 단결정으로 쌓아 올릴 수 있는 것이다.

비정질 산화막은 전자회로에서 전기를 통하지 않게 만드는 절연재료로 사용하는 실리콘 산화막을 말한다. 실리콘을 고온의 산소나 수중기 중에 두면 생성된다. 반도체 칩을 만들기 위해서는 중간에 반드시 삽입해야 하지만 이전에는 이 위에 단결정 반도체 층을 형성하는 것은 불가능한 것으로 여겨졌다.

이 기술 개발이 성공하면, 반도체 소자를 위로 쌓아 올리는 3차원 적층 반도체 소자 집적, SOI(Silicon-On-Insulator) 웨이퍼(실리콘 기판) 제작, 규소 단결정 박막 태양전지 등 다양한 분야에서 획기적인 발전이 가능하다.

이번 연구 과제에서는 불규칙한 비정질 산화막 위에 결정 전체가규칙적인 단결정 실리콘 반도체를 만들 수 없다는 기술상 한계를 극복하기 위해 비정질 물질 위에서도 결정을 형성하는 데 우수한 성질을 가진 씨앗 물질을 이용한다. 비정질 산화막 위에 이 씨앗 물질의 결정방향을 제어해 증착한 후 실리콘이나 게르마늄 같은 반도체를 단결정으로 기르는 방법을 연구한다.

최리노 교수는 “이번 기술 개발로 기존 공정과 적합성을 유지하면서도 반도체 산업에 혁신적인 영향을 주는 반도체 소자 제작을 구현할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

[ 경기신문 / 인천 = 윤용해 기자 ]