박진성 한양대학교 교수 <사진=김예림 PD>
“디스플레이서 검증된 산화물 증착 기술
저전력 반도체 도입 임박…ALD장비 주목”
첨단 디스플레이 제조 공정에 도입된 산화물 증착 기술이 반도체에도 활용될 전망이다.
산화물 반도체는 전류 누수를 현저히 줄여줘 반도체 에너지 효율을 크게 향상시킬 것으로 기대된다. 현재 디스플레이에서는 저온다결정산화물(LTPO) 공정에 활용되고 있다.
산화물 반도체 기술은 최근 미세화 설계의 대안으로 꼽히는 ‘버티컬 4F 스퀘어’ 구현과정에서 원자층 증착(ALD) 방식으로 구현될 것으로 보인다.
박진성 한양대 교수는 “ALD를 이용한 산화물 반도체 기술의 진보가 디스플레이 해상도 향상뿐만 아니라 반도체 전류 누수 저감에도 크게 기여했다”며 “향후 마이크로 디스플레이나 고성능 화면 기술에 효과적으로 적용될 것”이라고 강조했다.
그는 “디스플레이에서 검증된 산화물 반도체 기술을 전력 소모가 큰 반도체 칩에 적용하려는 움직임이 시작됐다”며 “이를 위해 산화물을 ALD로 증착하는 기술이 각광받고 있다”고 설명했다.
ALD는 소재를 원자 단위로 미세하게 증착하는 기술이다. 그간 LG디스플레이와 삼성디스플레이 등 디스플레이 기업이 ALD 공정 도입을 추진해왔다. 장비업체로는 주성엔지니어링이 연구개발에서 가장 앞서 있는 것으로 평가받고 있다.
박 교수는 “ALD 기술은 산화물 반도체 제조의 핵심이지만 여전히 상용화는 초기 단계에 머물러 있다”며 “기술 발전, 시장수요, 경제적 요인 등에 따라 본격적인 상용화까지 몇년이 걸릴 수 있다”고 말했다.
그는 “장기적으로 ALD 기술의 진보에 따른 산화물 반도체 구현이 디스플레이와 반도체 산업에 혁명적인 변화를 가져올 수 있다”며 “이는 최종 제품의 성능 향상과 에너지 효율 개선을 통해 소비자들에게 직접적인 이점을 제공할 것”이라고 예상했다.
Q: 원자층 증착법(ALD)이 디스플레이 산업에 어떤 혁신을 가져올 수 있나요?
A: ALD 기술을 통해 개발된 산화물 반도체는 디스플레이의 전자 이동도를 크게 향상시켜, 픽셀 크기를 줄이고 해상도를 높이는 데 기여할 수 있습니다. 이는 특히 고성능 화면 기술에 중요한 역할을 할 것입니다.
Q: 산화물 반도체가 반도체 산업에서 전류 리키지 문제를 어떻게 개선할 수 있습니까?
A: 산화물 반도체는 전류의 리키지를 현저히 줄임으로써, 반도체의 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 기술은 특히 전력 소모가 큰 반도체 칩에 유익하며, 전체 시스템의 에너지 소비를 줄이는데 기여할 수 있습니다.
Q: ALD 기술의 상용화를 위한 주요 도전은 무엇입니까?
A: ALD 기술의 상용화는 기술적, 경제적 도전을 포함합니다. 특히, 고효율의 ALD 장비 개발과 대량 제조 과정에서의 고효율 산화물 반도체 생산이 주요 도전 과제입니다.
Q: ALD 기술을 개발하고 있는 주요 기업은 어디입니까?
A: ALD 기술에는 여러 기업이 참여하고 있으며, LG디스플레이와 삼성디스플레이가 주요한 연구를 진행하고 있습니다. 특히, 주성엔지니어링은 이 분야에서 상당한 경험을 가지고 있습니다.
Q: 반도체 산업에서 ALD 기술이 어떻게 적용될 수 있습니까?
A: 반도체 산업에서 ALD 기술은 특히 전류의 리키지를 줄이는데 유용할 수 있습니다. 또한, 이 기술은 더 높은 전자 이동도를 요구하는 첨단 반도체에 적용될 수 있으며, 산화물 반도체의 특성을 활용해 전력 소모를 줄이는데 기여할 수 있습니다.
Q: 디스플레이 및 반도체 산업에 대한 기술적 발전이 소비자에게 어떤 이점을 제공합니까?
A: 이 기술은 디스플레이의 해상도를 향상시키고 반도체의 에너지 효율을 개선함으로써, 최종 제품의 성능 향상을 가져올 수 있습니다. 이는 사용자 경험을 개선하고, 에너지 비용을 절감하는 등 소비자에게 직접적인 혜택을 제공할 것입니다.
Q: ALD 기술의 상용화 예상 시기는 언제인가요?
A: ALD 기술의 상용화는 여전히 초기 단계에 있으며, 구체적인 상용화 시기는 기술 발전, 시장 수요 및 경제적 요인에 따라 달라질 수 있습니다. 연구와 개발이 계속 진행 중이며, 상용화까지는 몇 년이 걸릴 수 있습니다.
Q: ALD 기술을 사용하여 개발된 산화물 반도체의 주요 장점은 무엇입니까?
A: ALD 기술을 사용하여 개발된 산화물 반도체는 높은 전자 이동도, 낮은 전류 리키지 및 뛰어난 전기적 성능을 제공합니다. 이러한 특성은 특히 고해상도 디스플레이와 저전력 반도체의 개발에 큰 이점을 제공합니다.
정리_최홍석 PD nahongsuk@thelec.kr