생기원·서울대 공동연구팀
‘사이언티픽 리포츠’ 논문 게재

반도체 공정비용을 절반 이상 절감시키는 핵심 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국생산기술연구원과 서울대학교 공동연구팀은 반도체 공정비용을 50%이상 줄여주는 핵심 기술 개발에 성공했다고 13일 밝혔다.

생기원 메카트로닉스융합기술그룹 김혁 박사와 서울대 반도체공동연구소장 이창희 교수가 이끄는 연구팀은 유기반도체를 활용한 반도체 공정에 잉크젯 프린팅 공정을 도입해 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 회로를 생산, 저가로 대면적을 만들어 낼 수 있는 공정기술을 개발했다.

현재 스마트폰이나 TV 등에는 주로 무기(Inorganic) 반도체가 사용되는데, 기본소자인 CMOS 회로를 구성하기 위해서는 반드시 n형 반도체와 p형 반도체가 필요하다.

n형과 p형 반도체는 각각의 특성이 달라 별개의 기판에 성형해야 하기 때문에 공정 횟수가 증가하는 것은 물론, 패터닝(Patterning)이 어려워 양산 비용도 높다는 문제점이 지적돼 왔다.

이번에 연구팀이 활용한 양극성 물질인 유기반도체는 극성 조절에 따라 n형과 p형 반도체 양쪽 모두에 사용이 가능하다. 복잡한 전자소자를 하나의 물질로 만들어 공정가격을 획기적으로 줄여준다.

지금까지 개발된 유기반도체 극성 조절 기술이 특정한 시스템에만 적용 가능한 반면 다양한 시스템에 적용이 가능하다.

연구팀에 참여한 김혁 박사는 “자율주행차, 인공지능, 사물인터넷 등 첨단기술의 핵심부품으로 반도체가 사용되면서 수요가 늘고 있다“며 ”이번 기술개발로 차세대 반도체로 주목 받고 있는 유기반도체가 더욱 폭넓게 사용돼 수요에 부응할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

연구팀이 개발한 기술은 네이처가 발행하는 자매지 ‘사이언티픽 리포츠’ 4월 12일자 온라인판에 게재됐다. 이번 연구는 한국연구재단 중견연구지원사업 도약연구와 산업통상자원부에서 추진하는 산업핵심기술개발사업으로 수행됐으며, 현재 1편의 국내 특허출원 완료 후 해외 특허출원 중에 있다.

최상현 기자/bonsang@heraldcorp.com