우주서도 쓸 수 있는 '접는 반도체'

개발포스텍 이문호·김오현 교수, 함석규 박사팀

영하 120℃에서 영상 150도까지 온도가 급변하는 우주에서도 안정적으로 사용할 수 있는 '접는 반도체'를 포스텍 연구진이 개발했다.

포스텍 이문호(화학과·포항가속기연구소장)·김오현(전자전기공학과) 교수와 함석규(화학과) 박사팀은 '우주복 섬유'로 알려진 폴리이미드(polyimide) 고분자를 활용해 고성능 비휘발성 메모리 반도체 소자를 만드는 데 성공했다.

신소재 분야의 대표 전문 저널인 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼스'는 13일 발행한 최신호를 통해 '이 반도체 제조 기술은 영하 269도~영상 400도의 온도 영역에서도 안정적으로 사용가능한 폴리이미드 고분자를 활성층(active layer)으로 이용함으로써 우주공간에서도 활용할 수 있다는 장점을 지녔다'고 이 교수팀의 연구성과를 소개했다.

폴리이미드 고분자는 기계적 강도도 우수하기 때문에 활성층뿐만 아니라 기판으로도 활용 가능해 반도체 제작 단가를 크게 낮출 수 있으며 기존에 활용된 다른 유기물질에 비해 합성 시간이 짧아 제조시간도 단축할 수 있고, 간단한 스핀코팅 공정(용액상태에서 원심력을 이용한 박막형성 기술)으로 원하는 두께의 활성층을 얻을 수 있어 대량생산에도 쉽게 적용할 수 있다.

폴리이미드를 이용한 반도체는 또 2V 이하의 아주 적은 전력으로도 구동이 가능하므로 한 번 충전으로 한 달 사용이 가능한 노트북 컴퓨터 개발에도 활용이 가능하고 접는 전자신문이나 전자책, 전자 종이, 접는 컴퓨터, 옷에 입는 컴퓨터 등에도 활용할 수 있다.

이문호 교수는 "기존의 실리콘이나 금속 산화물을 이용하는 비휘발성 메모리 기술에 비해 이 기술은 제조공정이 단순하고 제조시간을 크게 단축할 수 있어서 제조 원가를 10분의 1로 줄일 수 있다는 것이 가장 큰 장점"이라며 "차세대 고성능 비휘발성 메모리 반도체를 낮은 단가로 제조할 수 있는 이 기술의 상용화 시기도 크게 앞당길 수 있을 것"이라고 전망했다.

포항·박정출기자 jcpark@msnet.co.kr