UNIST는 신소재공학과 권순용·이종훈 교수팀이 반도체 물질과 ‘초미세 금속 전극’이 0.7㎚(원자 3개 크기)를 두고 수평으로 접합된 ‘고성능 초박막 반도체’ 소자를 원하는 형태로 합성(patterning)하는 데 성공했다고 5일 밝혔다.
권순용·이종훈 교수팀은 고품질의 ‘2차원 반도체’에 걸맞은 ‘2차원 금속 전극’을 화학합성 과정에서 자연스럽게 맞붙도록 하는 방법을 찾았다. 2차원 반도체 물질인 ‘황화 몰리브데늄 화합물(MoS₂)’이 2차원 금속인 ‘텔루륨화 백금 화합물(PtTe₂)’의 가장자리 표면에서 화학적으로 합성되도록 한 것이다.
연구진은 이 기술을 이용해 2인치 상용 실리콘 웨어퍼에 2차원 금속으로 패턴을 만들고, 이를 주형(template) 삼아 2차원 반도체를 화학적으로 조립했다. 이렇게 하면 2차원 반도체가 2차원 금속의 패턴을 따라 스스로 배열되면서 합성되므로 ‘정렬된 2차원 반도체-금속 접합 소자’를 구현할 수 있다. 기존처럼 조각 시편 수준이 아니라 상용 실리콘 웨이퍼 위에 대면적으로 제작하는 공정이라 상용화를 위한 대량생산에 더 가깝다.
권순용 교수는 “수평형 금속-반도체 접합을 원하는 형태와 크기로 배열할 수 있어 반도체 크기에 따라 정교하고 체계적으로 소자 측정이 가능하다”며 “초미세 집적회로에서 우수한 성능을 갖는 차세대 반도체를 구현하는 데 도움 될 것으로 기대한다”고 말했다.
한편 이 성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 지난달 22일자에 출판됐다.
차형석기자 stevecha@ksilbo.co.kr
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