전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 재계·경영

속보

더보기

'웨이퍼 없이' 반도체 만드는 획기적 신기술 개발

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

금오공과대 강봉철 교수, 친환경·저비용 반도체 제조기술 개발
“실리콘 나노 결정에 레이저 쏘면 응집돼 반도체 제조”
상향식(Bottom-up) 방식으로 공정 패러다임 전환
화학물질 공정 필요없어 ‘친환경 반도체’ 구현

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 국내 연구진이 반도체를 만드는 패러다임을 바꾸는 획기적 기술을 개발했다. 

기존에는 큰 스케일의 실리콘 웨이퍼를 다단계의 공정을 통해 미세하게 나누고 분리시켜서 반도체를 만드는 하향식(Top-down) 제조 방식이었다. 이번 기술은 작은 스케일의 실리콘 나노 결정에서부터 이를 모으고 뭉쳐서 미세한 반도체를 만드는, 이른바 상향식(Bottom-up) 방식으로 공정 패러다임을 뒤바꾼 것이다.

25일 한국연구재단에 따르면 금오공과대 기계시스템공학과 강봉철 교수 연구팀은 복잡한 다단계 공정 없이 일상적 환경에서 단일 공정으로 고성능 반도체를 제조할 수 있는 새로운 친환경·저비용 실리콘 기반 반도체 제조 공정을 개발했다. 

(그림1) 그랜드 캐니언(Grand Canyon)과 나노 캐니언(Nano Canyon) 이미지 : 그랜드 캐니언을 1조 배 이상 면적을 축소한 나노 스케일의 실리콘 나노 캐니언의 실제 형상. [자료=한국연구재단]

연국결과는 미국화학회가 발행하는 재료 분야 국제학술지 ‘ACS AMI(Applied Materials and Interfaces)’에 24일자 주요 논문으로 실렸다. 

실리콘은 반도체의 핵심 소재이지만, 실리콘을 반도체로 사용하기 위해서는 정제, 도핑, 진공증착, 에칭, 표면 처리와 같은 까다롭고 복잡한 화학 공정을 거쳐야 한다. 이 때문에 설비 구축에 많은 비용이 들고 에너지 소모가 큰 데다 유독 화학물질 사용으로 인명사고와 환경오염의 위험에 노출돼 있다. 

이에 연구팀은 웨이퍼 활용으로 대표되는 화학적 부식 과정과 복잡한 다단계의 진공·미세화 공정 없이 실리콘 막을 제조하기 위해 실리콘 나노결정 용액에 레이저를 쬐어 일반적 대기환경에서 단일 공정으로 광 반응성이 우수한 광전자 소자용 블랙 실리콘 반도체를 제조하는 데 성공했다. 

레이저를 쬐면 실리콘 나노 결정이 용융되어 자기 군집화가 일어나고, 이런 과정이 동시 다발적으로 발생하면 서로 다른 크기의 마이크로와 나노 구조가 혼재한 실리콘 반도체 막이 형성된다. 

(그림2) 이번연구의 반도체 제조 공정도 및 실리콘 나노 캐니언 형성 원리 : 대기상태에서 유리에 코팅된 실리콘 나노결정에 레이저를 조사하여 블랙 실리콘 반도체를 단일공정으로 제조. 레이저에 의해서 실리콘 나노 결정들이 용융되어 순간적으로 소수성 실리콘 액적으로 상변화가 발생하고 기판에 맺히지 않고 상호 이동하여 자가 군집화 발생. 나노돌기로 덮여있는 마이크로 실리콘막이 나노협곡을 경계로 분포되어 있는 나노 캐니언의 다중스케일 구조 형성. [자료=한국연구재단]

이러한 실리콘 막은 100nm(나노미터·10억분의 1미터) 이하의 나노 돌기로 덮인 1~10μm(마이크로미터·100만분의 1미터) 크기의 마이크로 실리콘 막이 나노 협곡을 경계로 무질서하게 분포된 구조를 갖는데, 미국의 그랜드 캐니언(Grand Canyon)을 1조 배 이상 축소한 형상과 매우 유사하다.

연구팀은 이런 독특한 나노 협곡 구조를 ‘나노 캐니언 (Nano Canyon)’이라 명명하고 학계에 최초로 보고했다. 

나노 캐니언 구조는 빛 산란을 일으키는 경로를 다양화하기 때문에 자외선부터 적외선에 이르기까지 광범위한 파장의 빛에 대해 높은 흡수율을 나타내는데, 연구팀은 이러한 광학적 특성을 활용해 광 감도가 우수한 고감도 광센서를 제작하는 데도 성공했다. 

금오공과대 기계시스템공학과 강봉철 교수 [사진=한국연구재단]

강 교수는 “웨이퍼 활용 등 기존 화학적 부식을 통한 하향식(Top-down) 반도체 제조방식에서 나노 크기 실리콘 결정의 응집을 통해 제조하는 상향식(Bottom-up)으로 반도체 공정의 패러다임을 바꾸었다”며 “향후 이미지 센서, LED, 디스플레이, 태양전지, 배터리 등 다양한 전자산업계 생산 현장을 안전한 공정으로 탈바꿈하는 데 기여할 것으로 기대한다”고 연구 의의를 밝혔다. 

강 교수는 이번 기술의 특허출원을 완료했으며, 상용화를 위한 연구에 박차를 가하고 있다.

 

kimys@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
육군 제복 10년 만에 전면 개편 착수 [서울=뉴스핌] 오동룡 군사방산전문기자 = 육군이 10년 가까이 변화가 없던 제복 체계를 전면 재설계하기 위해 전문 디자인 기관과 협력에 나섰다.  육군은 지난 5일 충남 계룡대에서 한국공예·디자인문화진흥원(공진원)과 '육군 제복 디자인 개발'을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 7일 밝혔다. 이번 협약은 공진원이 추진하는 '2026년 공공디자인 컨설팅 사업'에 '육군 제복류 디자인 개발 사업'이 선정되면서 성사됐다. 공진원은 문화체육관광부 산하 공공기관으로, 공공 영역 디자인 개선 사업을 총괄해 온 전문 기관이다. 지난 2월 27일 서울 노원구 육군사관학교에서 열린 제82기 졸업식에서 졸업생들이 졸업을 자축하며 정모를 높이 던지고 있다. [사진=국방부] 2026.02.27 photo@newspim.com 양측은 이번 협약을 통해 ▲육군 정복 ▲근무복 ▲육군사관학교 생도 정복을 핵심 협력 분야로 설정했다. 특히 제복에 담긴 상징성과 기능성, 착용 편의성, 대외 이미지까지 종합적으로 검토해 '미래형 육군 이미지'를 반영한 디자인 개선 방향을 도출할 계획이다. 육군 제복 체계는 2016년 개정 이후 약 10년간 큰 변화 없이 유지돼 왔으며, 육사 생도 정복은 1970년대 개정 이후 사실상 반세기 가까이 유지된 상태다. 이번 개편에서 가장 관심이 집중되는 부분은 육군사관학교 정복이다. 정부가 육·해·공군 사관학교 통합을 검토하는 상황에서, 각 군의 정체성을 상징하는 제복 체계 역시 재편 압력을 받을 가능성이 크기 때문이다. 군 안팎에서는 "제복은 단순 복장이 아니라 군 정체성과 역사, 지휘 체계와 군의 정체성을 보여준다"라는 말이 나오는 만큼, 사관학교 통합 논의에서 핵심 쟁점으로 떠오를 수 있다는 분석이 나온다. 육군은 이번 협약을 계기로 단순한 디자인 변경을 넘어 장기적인 제복 발전 로드맵 수립에 착수할 방침이다. 기능성 소재 적용, 체형 다양성 반영, 근무 환경별 최적화 등 실질적 개선 요소도 함께 검토된다. 특히 병력 구조 변화와 복무 환경 개선 흐름을 반영해 '착용 만족도'를 핵심 지표로 설정할 것으로 알려졌다. 김진평 육군본부 인사근무과장(대령)은 "전문기관의 체계적인 컨설팅과 지원을 통해 육군 구성원에게는 자부심을, 국민에게는 품격 있고 신뢰받는 이미지를 제공할 수 있는 제복 체계를 구축하겠다"고 밝혔다. 군 안팎에서는 이번 사업이 단순한 복제 개편을 넘어, 향후 10~20년간 육군 브랜드 이미지와 대외 인식을 좌우할 '장기 프로젝트'가 될 것으로 보고 있다. 사관학교 통합이 현실화될 경우, 제복 디자인이 군 조직 개편 방향을 보여주는 상징이 될 가능성이 크다. gomsi@newspim.com 2026-06-08 12:05
사진
오세훈·추경호 재판 이번주 재개 [서울=뉴스핌] 이바름 기자 =  6·3 전국동시지방선거로 미뤄졌던 정치인들의 재판이 이번주 재개된다. 8일 법조계에 따르면 서울중앙지법 형사합의22부(재판장 조형우)는 오는 10일 오세훈 서울시장과 강철원 전 서울시 정무부시장, 사업가 김한정 씨의 정치자금법 위반 혐의에 대한 공판기일을 연다. 오세훈·추경호 등 6·3 전국동시지방선거로 미뤄졌던 정치인들의 재판이 이번 주 재개된다. 사진은 오세훈 서울시장 당선인이 지난 4일 오전 서울시청으로 들어서며 직원들에게 인사말을 하는 모습. [사진 = 뉴스핌DB] 지난 4월 22일 이후 49일 만의 속행공판이다. 재판부는 오 시장의 지선 일정을 고려해 당초 5월로 잡혔던 공판기일을 지선 이후로 연기한 바 있다. 오 시장에 대한 구형은 내주로 전망되고 있다. 오는 17일 결심공판이 진행될 예정인 가운데, 이날 오 시장에 대한 피고인 신문 및 민중기 특별검사팀의 최종의견 진술과 구형, 오 시장의 최후진술 등이 이뤄질 전망이다. 오 시장은 지난 2021년 4월 7일 서울시장 보궐선거를 앞두고 정치브로커인 명태균 씨로부터 10회에 걸쳐 공표·비공표 여론조사를 전달받고, 후원자인 김씨에게 3300만 원을 대납토록 한 혐의를 받고 있다. 오세훈·추경호 등 6·3 전국동시지방선거로 미뤄졌던 정치인들의 재판이 이번 주 재개된다. 사진은 추경호 국민의힘 대구시장 후보가 지난달 23일 오후 대구 북구 칠성종합시장 앞에서 열린 유세현장에서 지지를 호소하고 있는 모습. [사진 = 뉴스핌DB] 추경호 대구시장 당선인의 내란 중요임무 종사 사건도 같은 날 열린다. 서울중앙지법 형사합의34부(재판장 한성진)는 10일 추 당선인의 내란 중요임무 종사 혐의를 공판을 진행한다. 추 당선인은 지난달 13일 법정에 출석했지만, 같은달 28일 공판준비기일에는 출석하지 않았다. 재판부는 지난 4월 추 당선인에게 지방선거가 끝나면 매주 한 차례씩 공판을 진행할 예정이라고 밝힌 바 있다. 추 당선인은 12·3 비상계엄 당시 국민의힘 원내대표로서 윤석열 전 대통령 측으로부터 계엄에 협조해달라는 요청을 받은 뒤 의원총회 장소를 수 차례 변경하는 방식으로 계엄 해제 표결을 방해한 혐의를 받는다. right@newspim.com 2026-06-08 10:20
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동