테크노트 “깨뜨리지 않고 한눈에 판별” GIST, 차세대 반도체 비파괴 품질 검사 기술 제시

광주과학기술원(GIST)은 화학과 임현섭 교수 연구팀이 차세대 반도체 소재가 제대로 합성됐는지를 시료를 전혀 손상시키지 않고도 정확히 판별할 수 있는 비파괴 분석 기술을 개발했다고 밝혔다. 현재 반도체 산업의 주력 소재인 실리콘(Si)은 소자 미세화가 진행될수록 성능과 효율을 유지하기 어려워지고, 전력 소모 증가 등 물리적 한계에 직면해 있다. 이에 따라 원자 한 층 두께에서도 우수한 전기적·광학적 특성을 구현할 수 있는 이차원 반도체 소재가 포스트 실리콘(Post-Silicon) 시대의 핵심 대안으로 주목받고 있다. 이 가운데 이황화몰리브덴(MoS₂)은 종이 한 장보다 훨씬 얇은 원자 한 층 두께의 초박막 구조를 지닌 대표적인 이차원 반도체 물질이다. 그러나 이를 실제 반도체 칩으로 활용하기 위해서는 대면적으로 합성하더라도 모든 원자가 한 방향으로 정렬된 완벽한 단결정 상태를 유지하는 것이 중요하다. 문제는 합성된 시료가 겉보기에는 단결정처럼 보여도, 실제로는 원자 배열이 180도 뒤집힌 결정 영역이 섞여 있는 경우가 빈번하다는 점이다. 이러한 결정들이 공존하면 경계면에서 전자의 흐름이 방해받아 반도체 성능이 급격히 저하되고 소자의 신뢰성도 떨어진다. 따라

• 이창현 기자
• 2026-01-22 13:20