12월 과학기술인상에 이관형 서울대 교수 선정

이관형 서울대학교 교수 [사진=과학기술정보통신부]

과학기술정보통신부(과기정통부)와 한국연구재단은 3일 '이달의 과학기술인상' 12월 수상자로 이관형 서울대학교 교수를 선정했다고 밝혔다. 이 상은 과학기술 발전에 기여한 우수 연구자를 매달 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여하는 제도다. 

이 교수는 2차원 반도체를 대(大)면적으로 합성할 수 있는 기술인 '하이포택시(hypotaxy)' 공정을 개발해 차세대 AI 반도체 발전 기반을 마련한 공로로 선정됐다. 

현대 반도체 기술은 초미세·3차원 구조로 발전하고 있으나 층이 많아질 수록 전력 소모와 발열 등이 커지는 문제가 있다. 이에 2차원 반도체(TMD)가 차세대 주목 받고 있으나 기판 제약, 전사 과정 손장, 박막 불균일성 등으로 넓은 면적에서 단결정 TMD를 성장시키는 데 한계가 있었다.

이 교수는 이 한계를 해결하기 위해 '하이포택시' 공정을 개발했다. 하이포는 아래, 택시는 배열을 뜻하는 용어로 기존 기판 위로 결정을 쌓는 방식과 반대로 2차원 재료가 아래로 성장하는 결정의 방향을 잡아주는 기술이다.

이 공정은 기존에 단결정 성장이 어려웠던 비정질 이산화규소(SiO2)나 금속 기판 등의 표면에서도 고품질 TMD를 제조할 수 있어 소재·공정 호환성을 획기적으로 확장했다는 특징이 있다.

이 교수는 다양한 실험으로 하이포택시 성능을 입증했다. 상용화 가능한 수준인 4인치 웨이퍼 전면에 단결정 이황화몰리브덴(MoS2) 박막 제조에 성공했다. 금속 박막 두께도 조절해 TMD 층수를 정밀하게 제어했으며 세계 최고 수준 전기적 성능도 확보했다. 또한 실제 반도체 제조공정과 호환성도 갖췄다. 

이 교수는 "실패한 연구도 놓치지 않고 집요하게 들여다보는 태도가 좋은 결과로 이어진 것 같다"며 "향후 실리콘 이후 반도체 플랫폼을 우리 손으로 설계하고 구현하고 싶다"고 포부를 전했다.