[특징주] 디엔에프, 국내 연구진 '2차원 반도체 소자' 제작 성공… 텔루륨 특허 부각

22일 오후 1시27분 기준 디엔에프 주가는 전일 대비 1550원(7.99%) 오른 2만950원에 거래되고 있다.

이날 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 "소재분석연구부 정희석 박사 연구팀이 센트럴 플로리다대학교(UCF) 재료공학과 및 나노테크놀로지 센터 정연웅 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 2차원 전이금속디칼코젠(TMD) 반도체 물질 간의 상변화를 통한 이상적인 수평 금속-반도체 접촉을 형성하는 방법을 개발했다"며 "2차원 반도체 물질의 접촉저항 문제를 해결했다"고 밝혔다.

KBSI에 따르면 공동 연구진은 2차원 TMD 물질인 백금(Pt)과 각각 셀레늄(Se2) 혹은 텔루륨으로 구성된 PtSe2와 PtTe2간의 상(相)변화를 통한 화학기상증착법(CVD)을 이용해 대면적 금속-반도체-금속 구조의 2차원 반도체 소자 제작에 성공했다.

PtSe2 물질은 백금 디셀레나이드, 백금(Pt)과 셀레늄(Se)으로, PtTe2는 백금 디텔루라이드, 백금(Pt)과 텔루륨(Te)으로 이뤄진 TMD 물질 중 하나다. AGI 반도체를 포함해 고도화된 반도체 소자로 활용이 유력시되는 물질이다.

그동안 2차원 TMD 물질은 고유의 우수한 전기적, 물리적, 화학적 특성으로 실리콘 소자의 한계를 극복할 수 있는 차세대 반도체 물질로 주목받았다. 하지만 2차원 반도체 물질과 3차원 금속전극과의 높은 접촉저항 문제가 반도체 소자의 상용화에 걸림돌로 작용했다.

이와 관련해 연구진이 제작한 반도체 소자는 기존 금속전극과의 3차원 접촉으로 이뤄진 반도체 소자보다 훨씬 낮은 접촉저항 값을 보이는 동시에 작동효율도 대폭 향상된 우수성이 확인됐다. 이 경우 2차원 물질들을 여러 겹으로 쌓을 수 있는 게 가능해지고 메모리, 연산소자 등을 층별로 쌓아 3차원 수직 구조로도 제작할 수 있게 된다. 즉 고성능 반도체 전자 소자 생산에 핵심적인 역할을 할 것으로 전망된다.

정연웅 UCF 교수는 "반도체 물성과 금속 물성을 갖는 2차원 물질 간의 상변화를 이용한 2차원 수평접합구조의 합성을 통해 기존의 3차원 접촉으로 이루어진 반도체 전자소자와 비교하여 접촉저항을 현저하게 낮춘 고성능 반도체 전자소자를 설계하고 제조하는데 중요한 실마리를 제공한 것"이라고 설명했다.

이번 연구 성과는 나노분야 저명 학술지인 '나노 레터(Nano Letters)'지에 2월 14일자로 출판됐다. 연구 성과의 우수성을 인정받아 학술지의 추가 커버 이미지(Supplementary Journal Cover Image)로도 선정됐다.

이 같은 소식에 이번 연구에 활용된 PtTe2 물질 중 한 종류인 텔레륨 관련 특허를 보유하고 있는 디엔에프가 주목받고 있다. 디엔에프는 지난 2010년 '텔루륨 박막 증착용 전구체 화합물 및 이를 이용한 텔루륨 박막 증착 방법'에 대한 특허를 취득한 바 있다. 고성능 반도체 설계 및 생산에 실마리가 되는 공동 연구진의 성과에 매수세가 몰리고 있는 것으로 풀이된다.

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