국내 연구진이 실리콘 기판 위에 휘어지는 고집적 반도체(LSI)를 구현하는데 성공했다.

KAIST(한국과학기술원)는 신소재공학과 이건재 교수팀이 입는 컴퓨터와 휘어지는 디스플레이의 핵심 부품인 휘어지는 고집적 반도체를 구현했다고 7일 밝혔다.

휘어지는 디스플레이를 구현하기 위해 쉽게 구부러지는 박막 트랜지스터(TFT)나 유연 소재를 개발하기 위한 연구는 활발히 진행되고 있지만, 휘어지는 반도체는 집적도를 높이기 어려워 개발에 한계가 있었다.

연구팀은 대량의 정보를 처리하고 저장할 수 있도록 수천개 이상의 고성능 나노 반도체를 연결한 고집적 회로를 구현해 냈다.

특히 신소재를 사용하지 않고도 기존 실리콘 기판 위에 반도체를 제작할 수 있어 수년 내에 상용화가 가능할 것으로 예상된다.

연구팀은 고집적 소자를 단결정 실리콘에 형성한 뒤 100나노미터(㎚, 10억분의 1ｍ) 두께의 실리콘 회로층만 남겨 두고 기판 아랫부분을 화학적으로 깎는 방법으로 반도체 회로를 구현했다.

기존 실리콘 소재는 딱딱해 부러지기 쉽지만 이처럼 얇게 제작된 실리콘은 자유자재로 휘어지는 것이 가능하다.

높은 집적도의 반도체를 이용하는 모바일 기기의 두뇌인 애플리케이션 프로세서(AP), 고용량 메모리 및 무선통신소자에 적용될 수 있다.

이건재 교수는 "이번에 개발된 반도체는 유연하면서도 집적도가 높은데다 인체 친화적인 액정 폴리머 소재 위에 구현했기 때문에 인체 내부의 좁고 굴곡진 틈에 삽입해 인공망막의 통신 등에도 활용할 수 있다"고 말했다.

연구팀은 나노종합기술원, 한국기계연구원과 공동으로 고집적 반도체 회로를 롤투롤(Roll-to-Roll, 종이·플라스틱 및 금박 등을 둘둘 마는 것처럼 연속적으로 인쇄해 대량생산이 가능한 공정) 방식으로 양산하는 연구를 추진 중이다.

이번 연구 성과는 미국화학회가 발행하는 나노과학기술(NT) 분야의 권위 있는 학술지 '에이씨에스 나노(ACS Nano)' 지난달 25일자 온라인판에 실렸다.<정래수>