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[IT뉴스]포스텍, 깨지기 쉬운 초박막 실리콘 양면에 소자 구현… 반도체 집적 한계 넘어

온카뱅크관리자

2026-04-27 08:27:31

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="FA2vm1aeDA">
          <p contents-hash="2acc90059d3e32d54ce6a8256f2d225fe1c42ffb840a13e66ede68c047eaef59" dmcf-pid="3cVTstNdIj" dmcf-ptype="general">포스텍(POSTECH)은 최근 김석 기계공학과 교수, 통합과정 이상엽 씨 연구팀이 종이 두께의 실리콘 앞면과 뒷면 모두에 반도체 소자를 구현하는 공정 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 평면에만 회로를 집적하던 기존 반도체 공정의 한계를 넘어서는 성과다.</p>
          <p contents-hash="9d4e1e22095e1b4d6bcbeca9425802862177e4331c36fe199488d07c6e2dee09" dmcf-pid="0kfyOFjJDN" dmcf-ptype="general">연구팀은 머리카락 굵기의 10분의 1 수준에 불과한 초박막 실리콘 양면에 핵심 반도체 공정을 구현하는 데 성공했다. 이번 연구는 반도체 집적도를 획기적으로 높일 수 있는 해법으로 평가받는다. 연구성과는 최근 생산·제조 분야 최우수 학술지인 '인터네셔널 저널 오브 익스트림 매뉴팩쳐링 (International Journal of Extreme Manufacturing)' 온라인판에 게재됐다.<br></p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="80800c288abacfb597ce67bdc1f9bff9582a128abf004bcd5aa2de38101f781d" dmcf-pid="pE4WI3AiOa" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="김석 포스텍 기계공학과 교수(왼쪽)와 통합과정 이상엽 씨" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/27/etimesi/20260427082635652ydwr.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="1o2zt8Tsmk" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/27/etimesi/20260427082635652ydwr.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            김석 포스텍 기계공학과 교수(왼쪽)와 통합과정 이상엽 씨
           </figcaption>
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          <p contents-hash="e889ea1974e1bfba270d5d8247a3e7ccfb8a55089924de0a333cf0c95a11a231" dmcf-pid="UD8YC0cnOg" dmcf-ptype="general">반도체 산업은 지금까지 회로를 점점 더 작게 만들어 성능을 높여 왔다. 그러나 평평한 기판 위에 회로를 촘촘히 배치하는 방식은 물리적인 한계에 다다르고 있다. 한 장의 종이에 글자를 끝없이 작게 쓰려다 더 이상 쓸 공간이 없어지는 상황과 같다. 이에 따라 반도체를 위아래로 쌓는 3차원 집적 기술이 차세대 해법으로 주목받고 있다.</p>
          <p contents-hash="7dadee99f856c2565e4d154067736a78c1c78985b540a4d7c60a7c8db4e143e9" dmcf-pid="uw6GhpkLOo" dmcf-ptype="general">이 과정에서 떠오르는 소재가 '초박막 실리콘'이다. 두께가 수십 마이크로미터(㎛) 이하인 이 실리콘은 잘 휘어지고 열 방출 특성도 뛰어나지만 너무 얇다는 점이 오히려 걸림돌이었다. 기판이 쉽게 깨지거나 뒤틀려 한쪽 면에만 소자를 구현하는 것도 쉽지 않고, 양면 활용은 사실상 불가능에 가까웠다.<br></p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="795a2aee8b88422bff0890898461c9531f8ef673ce50023c2228ccc15ad10629" dmcf-pid="7rPHlUEoDL" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="초박막 실리콘에 제작된 전면 MOSFET과 거울에 비친 후면 MOSFET" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/27/etimesi/20260427082636932rwbs.jpg" data-org-width="308" dmcf-mid="tewfzd5TIc" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/27/etimesi/20260427082636932rwbs.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            초박막 실리콘에 제작된 전면 MOSFET과 거울에 비친 후면 MOSFET
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="53d6f38374d8fabaad6682891741c81fbb9d03df65e2b958b25c2af2a497dfa3" dmcf-pid="zmQXSuDgmn" dmcf-ptype="general">연구팀은 특정 용액과 중간 기판을 활용하여 초박막 실리콘의 안정성을 확보하기 위한 새로운 전략을 개발했다. 그리고 이를 통해 기판 앞·뒷면에 '금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)'를 정밀하게 제작하는 데 성공했다. MOSFET는 초박막 실리콘 기판을 안정적으로 지지하면서도 전류 흐름을 제어하는 역할을 한다.</p>
          <p contents-hash="446f2ceda1be0c34fe0cf6a855cba365eed807d54f0caef60c55f4c32a2b4dc0" dmcf-pid="qsxZv7waOi" dmcf-ptype="general">실험 결과, 기판 한쪽 면만 사용할 때보다 두 배 많은 반도체 소자를 집적할 수 있었으며, 실리콘이 휘어진 상태에서도 소자 성능이 안정적으로 유지됐다. 특히 1만 회 이상 반복 굽힘 시험에서도 파손 없이 안정적으로 동작했다.</p>
          <p contents-hash="718ebbc5e118b6e69df8adf9daa25bbebdfbb1a42e1c4535286ab19bbb2611e2" dmcf-pid="BOM5TzrNDJ" dmcf-ptype="general">이번 성과는 반도체를 '쌓는' 시대로 넘어가게 하는 중요한 단서를 제시한다. 더 많은 연산을 더 작은 공간에 담을 수 있어 고성능 3차원 반도체 개발에 활용될 수 있고, 유연한 특성을 살려 접히는 스마트 기기, 웨어러블 전자기기, 차세대 의료 센서 등으로의 확장 가능성도 크다.</p>
          <p contents-hash="0447cb5c1febef63e00b214ff87f699b127fbb1b9c4f8ba1de2c6788a39ab26a" dmcf-pid="bmQXSuDgrd" dmcf-ptype="general">김석 교수는 “이번 기술은 고집적 반도체뿐 아니라 유연하면서도 성능이 뛰어난 전자소자 제작으로 이어질 수 있다”라며 “반도체 설계의 새로운 선택지를 제시하는 연구”라고 전했다.</p>
          <p contents-hash="064edc419f6230308418fdf9a470a63186b3230ffab70fa3f85036fda2700ea0" dmcf-pid="KsxZv7waOe" dmcf-ptype="general">한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 중견연구사업의 지원을 받아 수행됐다</p>
          <p contents-hash="5def42b7556cd6e5f8d4d8d043fb83b4aa6b2894eb62bae723376da62c0e9f63" dmcf-pid="9OM5TzrNER" dmcf-ptype="general">포항=정재훈 기자 jhoon@etnews.com</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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