반도체 내부의 미세 발열 위치 및 열 전파 과정의 관측 기술 개발 관련 이미지. DGIST 제공
대구경북과학기술원(DGIST)은 반도체 미세 구조에서 발생하는 열을 정밀하게 관측할 수 있는 첨단 분석 기술을 나노스코프시스템즈㈜와 공동 개발해 상용화에 성공했다고 27일 밝혔다.
DGIST에 따르면, 반도체 소자의 경우 최근 정보 처리 고속화 및 집적도 증가로 인해 발열 문제를 해결하는 것이 핵심 과제다. 기존의 적외선(IR) 카메라로는 마이크로미터(㎛) 수준 이하의 미세 영역에서 발생하는 열을 정밀하게 측정하는 데 한계가 있었다.
이를 극복하기 위해 연구팀은 가시광선 영역의 빛 반사율 변화를 감지해 온도를 측정하는 ‘열반사(Thermoreflectance)’ 기반 기술을 도입했다. DGIST는 한국기초과학지원연구원(KBSI)의 초기 기술이전 성과를 바탕으로, 나노스코프시스템즈와 약 10년간 협력하며 기술 수준을 높였다.
연구 끝에 기존 기술의 한계를 넘어 고해상도 열 영상을 실시간으로 관측할 수 있는 장비를 국산화하는 데 성공했다. 이는 미국에 이은 세계 두 번째이자 국내에서는 유일한 제품화 사례다.
연구팀은 현재 개발된 열 관측 기술에 인공지능(AI)을 접목하는 후속 연구에 박차를 가하고 있다. AI 기반 데이터 분석을 통해 기존에 탐지하기 어려웠던 미세 열 신호까지 정밀하게 시각적으로 변환해 반도체 신뢰성 분석과 고장 예측, 공정 최적화 등 다양한 산업 분야로 활용 범위를 넓혀갈 계획이다.
이현준 DGIST 반도체AX연구단 책임연구원. DGIST 제공
한편 이번 연구로 반도체 분석 분야의 기술 자립과 국가 산업 경쟁력 강화에 크게 기여했다는 평가를 받았다. 이현준 DGIST 반도체AX연구단 책임연구원은 국내 최대 규모의 정보통신기술(ICT) 전시회인 ‘월드IT쇼(WIS) 2026’에서 기술사업화 공로로 과학기술정보통신부장관 표창을 받았다.
이현준 DGIST 책임연구원은 “현재의 반도체 연구는 물론 차세대 첨단 소자 연구에 폭넓게 활용될 수 있는 새로운 분석 도구를 제시할 수 있어 기쁘다”고 말했다.
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