세종대학교는 최근 홍석륜 물리천문학과 교수(사진 왼쪽)가 김지환 MIT(Massachusetts Institute of Technology) 교수(가운데), 김현석 박사(오른쪽)와 함께 리모트 에피택시 성장메커니즘을 규명하고 관련 기술을 시연했다고 27일 밝혔다.

세종대-MIT 공동연구팀은 웨이퍼 규모에서 높은 처리량으로 에피택셜 막을 성장시키고 이를 웨이퍼에서 분리해 멤브레인을 얻을 수 있는 실용적이고 보편적인 방법을 선보였다.

또한 2차원 물질(2DM)과 에피택셜 필름으로 구성된 혼합층을 형성했으며, 에피층이 원자 정밀도로 층별 리프트오프(Lift-Off) 과정에 의해 기계적으로 박리돼 복수의 프리스탠딩 멤브레인(freestanding membrane)을 생성했다. 이어 2차원 층별 전사법(two-dimensional materials-based layer transfer, 2DLT)으로 에피층을 확보한 후 웨이퍼를 재사용해 프로세스를 반복했다.

이 접근법은 단일 웨이퍼의 재사용은 물론 반복적인 단결정 멤브레인 사본 생산으로 비실리콘 전자소자의 생산 비용을 크게 절감할 것으로 기대된다.

홍 교수와 김 교수는 "리모트 에피택시(remote epitaxy) 과정을 효과적으로 규명해 반도체 공정에서 상당한 비용을 절감하고 멤브레인의 첨단 헤테로 인테그레이션(heterogeneous integration)을 필요로 하는 광범위한 응용 분야의 토대를 마련했다"고 입을 모았다.

한편 이번 연구는 과기부와 한국연구재단의 해외우수연구기관유치사업(GRDC), 기초연구실지원사업(BRL)의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 국제학술지인 '네이처 나노테크놀로지'(Nature Nanotechnology, IF=40.523) 3월20일 자에 게재됐다.

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