안녕하세요. 박두현 전문가입니다.
Q. 에너지 하베스팅이 무엇이고 에너지 하베스팅 소자의 적용 가능성에 대해서
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.에너지 하베스팅은 주변환경에서 버려지는 에너지를 수집해 전기에너지로 변환하는기술로, 외부전력공급없이 전자기기를 구동할 수 있는 방안입니다 주요에너지원으로는 진동이나 압력을 활용하는 기계적 에너지, 온도차를 이용하는 열 에너지, 햇빛과 인공조명을 활용하는 광에너지, 무선 신호를 수집하는 전자기에너지가있습니다이 기술은 웨어러블 디바이스, 사물인터넷 센서 , 자율주행차, 스마트 시티 등에서 활용가능하며 배터리교체가 어려운 소형 장치에서 효율적인 전력 공급을 가능하게 합니다 이를 통해서 지속가능한 에너지활용화 친환경 시스템 구현에 기여할 것으로 기대됩니다
Q. 전자 소자에 있어서 열 관리 기술에는?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.주요 열관리기술은 먼저 열전도성이 우수한재료의 사용입니다 열을 빠르게 소산시키기위해 구리, 알루미늄 같은 고열전도성금속이나 흑연 및 그래핀과 같은 고성능 재료를 활용합니다 특히 고성능 반도체 칩에서는 TIM로 고효율 열전도성 재료를 적용하여 칩과 히트 싱크 간의 열 전달을 최적화합니다 두번째로 히트 싱크와 열 파이프 기술입니다 히트싱크는 표면적을 넓혀 방열효과를극대화하며 열 파이프는 내부의 냉매 증발과 응축과정을 통해 열을 효과적으로 전달하여 소자를 빠르게 냉각합니다 이 기술은 고성능 전자기기에서 일반적으로 사용됩니다 세번째로 액체 냉각기술이있습니다 열 발생이 극심한 데이터센터나 고성능 서버에서는 물이나 전기적으로 비활성화된 특수냉각 액체를 사용하여 열을 직접 흡수하고 순환시켜 소자의온도를 낮춥니다 이러한 기술은 고밀도 전자시스템에서도 효과적입니다 이와 같은 다양한 기술들은 열로 인한 전자소자의 성능저하와 손상을 방지하며 고성능 및 고신뢰성의 전자기기를 구현하는 데 필수적입니다
Q. 차세대 메모리 소자의 개발 방향에 대해서
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.우리나라는 메모리 반도체 분야에서 세계적인 경쟁력을 가지고 있으며 앞으로 차세대 메모리 소자의 개발은 고성능,저전력,고집적화를중심으로 진행될 것으로 예상됩니다 기존의 DRAM가 NAND플래시기술을 발전시키는 동시에 새로운원리를 기반으로 한 메모리 소자의상용화가 주요 목표가 될 것입니다 특히 차세대 비휘발성 메모리로 주목받는 PRAM,ReRAM,MRAM등은 데이터 저장속도와 안정성을 향상시키며 기존 메모리의 한계를 보완할 기술로 개발이 진행될 것으로 보입니다 이러한 메모리는 빅데이터와 인공지능 시대의 요구를충족할 수 있는 초고속 데이터 처리와 에너지 효율성을 제공할 수 있습니다 또한 3D적층 기술과 고집적화를 통해 메모리 용량을 대폭늘리고 차세대 리소그래피와 같은 첨단 공정을 활용해 생산 효율성을 극대화할 것으로 예상됩니다 이를 통해서 한국은 글로벌 시장에서의 경쟁력을 유지하며 데이터 중심 산업에서 핵심적인 역할을 지속적으로 할 것으로 기대됩니다
Q. 차세대 전자소자에서 더 높은 성능을 얻기 위한 새로운 제조 기술
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.먼저 리소그래피는 미세공정을 가능하게 하는 핵심 기술로 자리잡고있습니다 이 기술은 기존은 DUV리소그래피보다 짧은 파장을 사용하여 더 작은 패턴을 정확히 구현할 수 있습니다 이를 통해 반도체 소자의 집적도를 높이고 성능을 개선할 수 있습니다 그리고 3D구조기반 설계는 평면적 소자의 한계를 극복하는 데 중요한 역할을 합니다 예를 들어 핀펫이나 게이트 올 어라운드 기술은 3차원구조를 활용해 전류 제어 능력을 향상시키며 누설전류를 줄이고 소형화된 트랜지스터에서도 높은 성능을 유지할 수 있도록 돕습니다 그리고 탄소 나노튜브와 그래핀과 같은 차세대 재료를 활용한 기술도 개발되고 있습니다 이들 재료는 뛰어난 전도성과 전하 이동도를 제공하며 기존 실리콘 기반 소자의 성능을 능가할 수 있습니다 또한 2차원 소재인 전이급속 디칼코게나이드는 매우 얇은 두께에서도 우수한 전기적 특성을 발휘하며 차세대 소자로서 주목받고있습니다 이처럼 EUV 리소그래피, 3D구조설계, 혁신적인 재료는 차세대 전자소자의 성능향상을 위해 중요한 역할을 하며 반도체 산업의 발전을 이끄는 핵심 동력이 될 것입니다
Q. 특정 소자 구조에서 발생하는 문제를 해결하기 위한 공정 기술에 대해서
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.반도체 제조공정에서 전자소자의 미세화는 전기적성능을 크게 향상시키는 동시에 전하이동 효율성과 관련된문제를 초래할 수 있습니다 이를해결하기위해서 재료와 공정기술이 필요합니다 미세화로 인해 전하 이동 효율성이 저하되는 주요 요인은 전기장 강도의 증가와 소자 구조 내 산란효과의강화입니다 이를 극복하기 위해 고유전율 게이트 절연막과 같은 재료가 사용됩니다 이 재료는 게이트누설전류를 줄이면서 소자의 성능을 유지하도록 돕습니다 또한 저저항 금속 배선과 탄화물 기반의 배리어층을 활용해 전기적손실을 최소화하고 신호전송 효율을 높일 수 있습니다 나노미터 크기의 트랜지스터 설계에서는 핀펫이나 GAA구조가 활용되어 전하이동경로를 안정적으로 확보하고 전하 산란을 줄여 성능을 개선합니다 이와 같은 재료와 기술들은 미세화된 반도체 소자의 한계를 극복하고 고성능, 저전력 소자를 구현하는 데 중요한 역할을 합니다