물리천문학과 홍석륜 교수, 미국 매사추세츠 공대(MIT) 김지환 교수, 김현석 박사 등과 공동 첨단 리모트 에피택시 기술을 시연하고 규명
“리모트 에피택시를 활용한 단결정 멤브레인의 반복적 생산 및 이를 통한 반도체소자 공정 비용 절감 효과 기대”
[서울=뉴스프리존]박나리 기자= 세종대학교(총장 배덕효) 홍석륜 교수가 미국 매사추세츠 공대(MIT) 김지환 교수, 김현석 박사 등과 공동으로 첨단 리모트 에피택시 기술을 시연하고 규명함으로써 헤테로-인티그레이션 및 멤브레인 기반 응용 분야에 대한 엄청난 혁신을 가져왔다.
세종대는 27일 이번 연구에서 세종대 그래핀연구소장 겸 GRI-TPC 국제공동연구센터장인 물리천문학과 홍석륜 교수는 리모트 에피택시 성장메커니즘을 규명함으로써 리모트 에피택시 기법을 활용한 반도체 및 디스플레이 분야의 산업 경쟁력 강화에 기여했다고 밝혔다.
공동연구팀은 웨이퍼 규모에서 높은 처리량으로 에피택셜 막을 성장시키고 이를 웨이퍼에서 분리시켜 멤브레인을 얻을 수 있는 실용적이고 보편적인 방법을 시연했다.
2차원물질(2DM)과 에피택셜 필름의 여러 교대된 층을 형성하는 기술을 개발했고, 여기에서 에피층이 원자 정밀도로 층별(layer-by-layer) 리프트-오프 과정에 의해 기계적으로 박리돼 여러 개의 프리스탠딩 멤브레인(freestanding membrane)을 생성했다. 에피층이 2차원 층별 전사법(two-dimensional materials-based layer transfer, 2DLT)을 통해 얻어진 후 웨이퍼를 재사용해 프로세스를 반복할 수 있었다.
이러한 접근법은 단일 웨이퍼를 재사용해 반복적으로 단결정 멤브레인의 많은 사본을 생산함으로써 비실리콘 전자소자의 생산 비용을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대됐다.
홍석륜·김지환 교수는 “리모트 에피택시 (remote epitaxy) 과정을 잘 규명함으로써 반도체 공정에서 상당한 비용 절감뿐만 아니라 멤브레인의 첨단 헤테로-인티그레이션(heterogeneous integration)을 필요로 하는 광범위한 응용 분야의 토대를 마련했다”라고 연구성과를 밝혔다.
과학기술정보통신부와 한국연구재단의 해외우수연구기관유치사업(GRDC), 기초연구실지원사업(BRL)의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology, IF=40.523)’에 3월 20일 게재됐다.