세종대학교의 홍영준 나노신소재공학과 교수와 홍석륜 물리학과 교수 연구팀이 기판 손상이 없는 질화갈륨 화합물 반도체 성장 및 박리방법을 개발했다.

16일 세종대학교에 따르면, 연구팀은 화학결합을 필요로 하지 않는 ‘원격 에피성장법’을 이용, 그래핀이 코팅된 질화갈륨 기판 상에서 질화갈륨 반도체층을 성장시킨 후 일반 테이프로도 쉽게 분리할 수 있는 기술을 도출했다.

화합물 반도체는 여러 원소로 구성된 고성능 반도체로 마이크로LED 디스플레이와 고속 동작 스위칭 소자 등 고성능 첨단 광·전자소자의 핵심 소재다. 그러나 실리콘에 비해 비싼 화합물 기판에서 화학결합을 통한 성장 방식 때문에, 제조 비용이 높고 반도체층의 분리 과정도 어렵고 복잡하다는 문제점이 있었다.

연구팀은 그래핀이 코팅된 질소-극성 질화갈륨 기판이 섭씨 1000도 이상의 고온, 수소, 암모니아 분위기에서도 열화학적 안정성이 탁월하다는 것을 발견하고, 안정성의 원리를 규명했다. 이를 바탕으로 유기금속 화학기상증착법으로 테이프로도 분리 가능한 질화갈륨 원격 에피성장 방법을 개발했다.

홍영준 교수는 "이번 연구결과는 향후 여러 종류의 반도체 에피층을 모으고 수직으로 쌓아서 다기능의 올-인-원 이종집적칩을 만들 수 있는 기술적 토대를 제공한다"고 설명했다.

[ 경기신문 = 고현솔 기자 ]