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[IT뉴스]반도체 성능 망치는 주범 ‘숨은 결함’…1000배 더 정확하게 찾아낸다

온카뱅크관리자

2026-01-08 08:17:31

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- KAIST-IBM 공동연구 성과, 메모리·태양전지 성능 향상 기대</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="KWwThwe45K">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="5777e0256ac0fb82aad52f356f59d78efa66fdde307d7f8b16c7f85029e45215" dmcf-pid="9Yrylrd8Xb" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="신병하(왼쪽부터) KAIST 신소재공학과 교수, 김채연 박사과정 오키 구나완 IBM 박사.[KAIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/08/ned/20260108081301275bsav.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="B3ESIEMVG2" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/08/ned/20260108081301275bsav.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            신병하(왼쪽부터) KAIST 신소재공학과 교수, 김채연 박사과정 오키 구나완 IBM 박사.[KAIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="3a44c50561b2de2f8f6956698b99e7a60039a37d12ef41dd3dfa40cfca35408b" dmcf-pid="2Yrylrd8YB" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 메모리와 태양전지 등은 모두 반도체로 만들어지며, 반도체 내부에는 전기 흐름을 방해하는 보이지 않는 결함이 숨어 있을 수 있다.</p>
          <p contents-hash="16362455ecdc094b1f1e348e8c640d1de7a3d3890fbe554dd3d87a33430b7291" dmcf-pid="VGmWSmJ6Zq" dmcf-ptype="general">한국과 미국 공동연구진이 이러한 ‘숨은 결함(전자 트랩)’을 기존보다 약 1000배 더 민감하게 찾아낼 수 있는 새로운 분석 방법을 개발했다. 이 기술은 반도체 성능과 수명을 높이고, 불량 원인을 정확히 찾아 개발 비용과 시간을 크게 줄일 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="6258ef52f344d22af385152382422a8f5f0aea9a75db39c507f3354b0e889892" dmcf-pid="fHsYvsiP1z" dmcf-ptype="general">KAIST는 신소재공학과 신병하 교수와 IBM T. J. Watson 연구소 오키 구나완 박사 공동 연구팀이 반도체 내부에서 전기를 방해하는 결함(전자 트랩)과 전자의 이동 특성을 동시에 분석할 수 있는 새로운 측정 기법을 개발했다고 8일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="f09b9db34a74613a7b675e73c1d8606fb14023ea0ced787ecbed359180ee0532" dmcf-pid="4b5qU5sA57" dmcf-ptype="general">반도체 안에는 전자를 먼저 붙잡아 이동을 막는 전자 트랩이 존재할 수 있다. 전자가 여기에 걸리면 전기가 원활히 흐르지 못해 누설 전류가 생기거나 성능이 저하된다. 따라서 반도체 성능을 정확히 평가하려면 전자 트랩이 얼마나 많고, 전자를 얼마나 강하게 붙잡는지를 알아내는 것이 중요하다.</p>
          <p contents-hash="6a65e279504976f12b466013cde068e3d3443d91cb155b60de6b2106895f8ab6" dmcf-pid="8K1Bu1OcGu" dmcf-ptype="general">연구팀은 오래전부터 반도체 분석에 사용돼 온 Hall 측정에 주목했다. Hall 측정은 전기와 자기장을 이용해 전자의 움직임을 분석하는 방법이다. 연구팀은 여기에 빛을 비추고 온도를 바꿔가며 측정하는 방식을 더해, 기존 방법으로는 확인하기 어려웠던 정보를 얻는 데 성공했다.</p>
          <p contents-hash="a10bfb578b202e68e5d463973ae5ca13e912f38894f5357993b86783f10f7044" dmcf-pid="69tb7tIkGU" dmcf-ptype="general">빛을 약하게 비추면 새로 생긴 전자들이 먼저 전자 트랩에 붙잡힌다. 반대로 빛의 세기를 점점 높이면 트랩이 채워지고, 이후 생성된 전자들은 자유롭게 이동하기 시작한다. 연구팀은 이 변화 과정을 분석해 전자 트랩의 양과 특성을 정밀하게 계산할 수 있었다.</p>
          <p contents-hash="37f23beef79e625a70a9ef8624f13875506536cf64977fe18dfcb98d237dee52" dmcf-pid="P2FKzFCE5p" dmcf-ptype="general">이 방법의 가장 큰 장점은 한 번의 측정으로 여러 정보를 동시에 얻을 수 있다는 점이다. 전자가 얼마나 빠르게 움직이는지, 얼마나 오래 살아남는지, 얼마나 멀리 이동하는지뿐 아니라, 전자의 이동을 방해하는 트랩의 특성까지 함께 파악할 수 있다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="020384e6d82306743b76a3bcad5acf7a4f339487514ee60f378d1017bc8620ec" dmcf-pid="QV39q3hDH0" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="포토홀 측정을 이용한 전하 수송트랩 특성 분석 개념도. AI생성 이미지.[KAIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/08/ned/20260108081301571kugt.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="bNCXWCoMY9" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/08/ned/20260108081301571kugt.jpg" width="658"></p>
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            포토홀 측정을 이용한 전하 수송트랩 특성 분석 개념도. AI생성 이미지.[KAIST 제공]
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          </figure>
          <p contents-hash="22deca60a634a0014e25a8ffd05cec85a6f55ebf3cdc6bb2596388a36fb47c8f" dmcf-pid="xf02B0lw13" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 기법을 먼저 실리콘 반도체에 적용해 정확성을 검증한 뒤, 차세대 태양전지 소재로 주목받는 페로브스카이트에 적용했다. 그 결과, 기존 방법으로는 검출하기 어려웠던 아주 적은 양의 전자 트랩까지 정밀하게 찾아내는 데 성공했다. 이는 기존 기술보다 약 1000배 더 민감한 측정 능력을 확보했다는 의미다.</p>
          <p contents-hash="1bf3adc5e2d25bc192c274d39642a840ab3dfdb8b264bfcab9069189cbb18b18" dmcf-pid="yCNOwN8BtF" dmcf-ptype="general">신병하 교수는 “이번 연구는 반도체 안에서 전기의 흐름과 이를 방해하는 요인을 하나의 측정으로 동시에 분석할 수 있는 새로운 방법을 제시했다”며, “메모리 반도체와 태양전지 등 다양한 반도체 소자의 성능과 신뢰성을 높이는 데 중요한 도구가 될 것”이라고 말했다.</p>
          <p contents-hash="d5f514c8a2f1b14c64686958f99411baac53528430b290ffdd9e2d9ffe736735" dmcf-pid="WhjIrj6bYt" dmcf-ptype="general">한국연구재단 지원으로 수행된 이번 연구결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 1월 1일 자로 게재됐다.</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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