MIT 연구진, 반도체 생산비용 80% 절감 기술 개발

아주경제 이한선 기자 = MIT 연구진은 핸드폰이나 컴퓨터에서 두뇌 역할을 하는 반도체 생산 비용을 최대 80% 줄일 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.

반도체 안의 복잡한 회로 중에서 약 20%만을 기존의 반도체 공정으로 만들고, 나머지 부분들은 고분자들이 스스로 만들게 해 반도체 생산비용을 최대 5분의 1로 줄일 수 있는 기술이다.

손톱만한 크기의 반도체 안에는 너비가 수십 나노미터인 얇은 회로들이 빼곡히 들어있다.

그동안 더 빠른 프로세서나 더 용량이 큰 메모리를 만들기 위해 반도체 안에 들어가는 회로의 숫자를 계속해서 늘려왔지만 반도체 안에 들어가는 회로의 숫자가 증가함에 따라 반도체 생산비용이 증가하는 문제가 있어왔다.

그동안 학계와 산업계에서는 자기조립현상을 이용해 이 문제를 해결하려는 시도가 계속돼 왔다.

반도체 내부의 회로들을 모두 만드는 대신에, 회로 중 일부만 만들고 나머지 부분은 스스로 조립되는 고분자들을 이용해 만들어 반도체 생산 비용을 낮추는 연구가 진행되어 왔지만 고분자의 복잡한 자기조립현상을 원하는 대로 제어해 실제 반도체 회로와 같이 복잡한 패턴을 만드는 데까지는 이르지 못하고 있었다.

MIT 연구진은 먼저 자기조립 고분자를 이용해 작고 간단한 패턴을 만들고 이 패턴들을 퍼즐처럼 이어붙여 실제 반도체 회로와 흡사한 복잡한 패턴을 만드는 데 성공했다.

이 방법을 이용하면 복잡한 고분자 자기조립현상에 대한 이론이나 컴퓨터 시뮬레이션 없이도 퍼즐을 맞추듯이 작은 패턴들을 이어붙여 원하는 패턴을 만들 수 있다.

연구진은 이 방법을 이용하면 반도체 생산비용을 최대 80% 줄일 수 있고 더 짧은 고분자를 이용해 현재 반도체보다 집적도가 두 배 더 높은 반도체를 만들 수 있을 것으로 전망했다.

이번 연구에는 MIT 재료공학과 박사과정에 재학 중인 장재범 연구원과 MIT 재료공학과 최홍균 박사가 참여했고 세계적인 과학저널 네이처 커뮤니케이션 온라인판 지난달 17일 자에 게재됐다.