국내 대학 연구진이 실리콘 반도체의 한계를 넘어설 차세대 초미세 반도체 설계 방향을 제시했다.

성균관대학교 김선국 교수 공동 연구팀은 2차원 소재를 활용한 새로운 반도체 구조와 공정 전략을 제시했다고 3일 밝혔다.

현재 실리콘 반도체는 크기가 작아질수록 성능이 떨어지는 한계에 직면해 있다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 원자 두께 수준의 2차원 소재와 ‘상보형 전계효과 트랜지스터(CFET)’ 구조에 주목했다.

이 구조는 반도체 소자를 수평이 아닌 수직으로 쌓아 올려 집적도를 높이는 방식이다. 연구팀은 소재 합성부터 공정, 열 관리까지 반도체 제작 전 과정을 포함한 설계 방향을 제시했다.

또 8인치 웨이퍼 기준 99% 수율과 낮은 전기 저항 등 양산 가능성을 보여주는 핵심 지표도 확보했다.

특히 400도 이하의 저온 공정을 통해 기존 소자를 손상시키지 않고 반도체를 층층이 쌓을 수 있는 기술적 가능성을 확인했다.

김 교수는 “이번 연구는 차세대 초고집적 반도체 개발을 위한 설계 기준을 제시한 것”이라며 “미래 반도체 산업의 핵심 기술로 이어질 수 있다”고 밝혔다.