두께 3나노미터 ‘초박막 반도체’ 나왔다

유원종 교수팀, 세계 첫 개발
“초절전 반도체 원천기술 확보”

국내 연구진이 세계 최초로 두께가 3나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1m) 정도에 불과한 초박막 반도체를 개발했다. 미래 모바일 환경에 맞는 초소·초절전형 차세대 반도체의 원천기술을 확보했다는 평가를 받는다. 관련 신산업을 창출할 수 있는 핵심기술을 선점한 만큼 상용화에 들어가면 현재 세계 반도체 시장의 규모에 버금가는 경제적 효과를 거둘 것으로 연구진은 내다봤다.

24일 미래창조과학부에 따르면 유원종(사진) 성균관대 교수팀은 이런 연구 성과를 이날 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’의 온라인판에 게재했다. 연구진은 초박막 2차원(2D) 구조의 황화몰리브데넘(MoS2)을 반도체 소재로 활용해 수직형 p-n 접합(p형과 n형 반도체가 결합한 상태) 소자를 제작하는 데 성공했다.

연구진에 따르면 MoS2 소재의 p-n 접합소자는 반도체 특성을 지니면서도 초박막 구조를 형성할 수 있다. 동작에 필요한 전압도 급격히 낮아져서 전력소모가 매우 적은 게 특징이다. 현재 널리 쓰이는 3D 규소 반도체와 비교하면 4배 이상 적다는 게 연구진의 설명이다. 두께도 14㎚급 이하로는 제작할 수 없는 규소 기반 3D 반도체와 달리 3㎚급까지 매우 얇게 제작할 수 있다고 한다. 유 교수는 “이번 기술로 규소 기반 반도체 소자의 중요한 걸림돌인 과다전력 소모문제를 극복한 만큼 초고효율 광소자 개발에도 중요하게 활용될 것”이라고 기대했다.

황계식 기자 [e-mail]