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클린룸(Clean Room)은 디스플레이·반도체 등을 생산하는 팹(FAB)에서 주로 사용되는 건물 내부의 환경 형태입니다. 디스플레이에서 클린룸이란 ‘먼지를 비롯한 제반 환경 조건(기온, 습도, 기류, 기압 등)이 일정한 규격에 맞게 유지되는 깨끗한 공간’을 의미합니다. 디스플레이는 미세한 전자회로와 박막 층(Layer)들로 이루어져 있기 때문에 제품 생산 과정에서 아주 작은 먼지나 입자 조차도 제품의 품질에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 먼지가 극도로 적은 공간, 청정실(淸淨室)이라고도 불리는 ‘클린룸’을 조성해 공정을 진행합니다. 디스플레이에서 클린룸은 ‘클래스(Class)’라는 규격으로 청정 등급을 표시합니다. 클래스란 ‘가로와 세로, 높이가 각 1피트(ft)인 정육면체 공간당 포함하고 있는 0.3㎛ 크기 이상의 먼지(파티클) 개수’를 뜻합니다. 초미세먼지의 크기 2.5㎛ 보다 8배나 작은 크기를 기준으로 먼지의 갯수를 세는 것인데요. 예를 들어 1입방피트 안에 0.3㎛ 보다 큰 먼지가 1000개 들어있다면 ‘클래스 1000’이라고 표시합니다. 일반적인 OLED 디스플레이 주요 팹(FAB) 공정인 TFT(박막트랜지스터), EVEN(증착인캡)은 ‘클래스 1000’ 수준의 환경에서 이루어지며, 이는 일반적인 대기 상태인 ‘클래스 300만’과 비교해 상당히 높은 청정도입니다. ▲ 클린룸 내부의 설비와 방진의류를 착용한 근무자 클린룸 안에서는 각종 생산 설비와 사람들이 움직이기 때문에, 설비 및 근무자로부터 먼지가 발생하게 됩니다. 따라서 높은 청정도를 항상 유지하기 위해 클린룸은 다양한 장치로 구성돼있습니다. 천장의 고성능 필터와 바닥에 설치된 공기순환 구조를 통해 24시간 깨끗한 공기를 유지하며, 근무자가 클린룸 내부로 들어가기 위해서는 특별한 복장인 ‘방진의류’를 착용하고 에어샤워를 거쳐야 합니다. 방진의류는 머리카락이나 먼지 등 미세한 입자들이…

FAB(팹)이란 ‘Fabrication Facility’의 준말로 디스플레이/반도체 생산 공정이 이루어지는 시설을 의미합니다. OLED, LCD와 같은 초미세공정이 필요한 디스플레이 패널이 FAB에서 생산되며, TFT(박막트랜지스터), 증착(EV), 인캡슐레이션(EN) 등 제조 핵심 공정이 FAB 안에서 이루어집니다. ▲ FAB에서 이루어지는 OLED 주요 공정 TFT와 같은 박막트랜지스터 공정을 비롯해, EV, EN 등의 핵심 공정들은 CVD(화학적 증착), PVD(물리적 증착), 스퍼터링 증착 등 주로 진공 챔버를 거쳐야 하며, 챔버 안에서 가스를 사용한 화학적 결합 등을 이용하므로 제품 생산을 위한 FAB 인프라는 각 공정을 효율적이고 유기적으로 연동할 수 있는 구조를 갖춰야 합니다. FAB 내부는 온습도 등 공정 환경을 일정하게 유지하는 것이 중요하며 특히 아주 작은 먼지(파티클)라도 제품 불량의 원인이 되기 때문에, FAB은 외부 요인으로부터 제품을 보호하기 위해 일반적으로 클린룸(Clean room)이라는 높은 청정도를 갖춘 공간 형태로 운영됩니다. ▲ OLED 디스플레이를 생산하는 삼성디스플레이 FAB

여름철 인기 휴양지로 꼽히는 시원한 바다! 비록 파라솔 간격을 2미터 이상 두는 등 거리두기를 실천해야 하는 상황이긴 하지만 그럼에도 불구하고 바다는 여전히 우리 마음을 설레게 하는 매력적인 공간이다. 그런데 혹시 독자 여러분들은 해변에서도 디스플레이와 반도체의 재료가 되는 광물들을 찾아볼 수 있다는 사실을 아셨는가? 이번 편에서는 광물과 암석의 다른 점이 무엇이고, 해변의 모래가 어떻게 디스플레이와 반도체의 재료가 될 수 있는지 알아보자.   광물과 암석의 차이는 무엇일까? ▲순물질로 이루어진 광물 종류의 다이아몬드(왼쪽), 혼합물로 이루어진 암석 종류의 화강암(오른쪽) SiO2라는 화학식으로 나타내는 이산화규소는 반도체의 소재가 되는 규소에 산소가 화합한 화합물이다. 이산화규소가 주요 성분인 석영(크리스탈, 수정)은 규산염 광물 중의 하나이다. 지구 지각 전체의 약 97%를 차지하고 있는 규산염 광물의 종류에는 석영 외에도 장석, 흑운모, 각섬석, 휘석, 감람석 등이 있다. ‘광물’과 ‘암석’은 모두 비슷한 돌로 보이지만 똑같은 돌은 아니다. 광물은 순물질이고 암석은 혼합물이다. 즉 홑원소물질이거나 화합물로 순수한 상태의 광물이 모여서 암석을 이루고 있는 것이다. 그래서 광물과 암석의 가장 큰 차이점은 ‘가격에서도 드러난다. 당연히 순물질이면서 더 귀한 광물이 비싸고, 혼합물이면서 흔한 암석은 싸다. 가장 비싸면서 단단한 광물은 C(탄소)만으로 이루어진 금강석, 즉 우리가 최고의 보석으로 알고 있는 다이아몬드이다. 반면 광물에 비하면 가격이 훨씬 싸고, 또 우리나라에서 제일 흔한 암석 중 하나가 화강암인데 주로 건물 외벽에 마감재로 붙이는 용도로 많이 사용한다.   해변의 모래 속에 포함된 반도체, 규소! 우리 주변에서 정말 흔하게 많이 관찰되는 화강암은 반도체를…

후각은 인간의 감각 중 가장 오래된 감각이다. 시각과 청각, 촉각보다도 먼저 가졌다. 그 탓일까? 사람은 무엇보다 후각으로 먼저 상황을 파악한다. 화재 현장을 떠올려보자. 냄새를 맡고 ‘뭐가 타나?’하고 생각하지, 불이 난 걸 보고 냄새를 맡지 않는다. 안타깝지만 자신에게서 나는 냄새는 본인이 알기 어렵다. 이걸 IT 기기가 먼저 맡아 알려주면 안 될까? 가능하지만 쉽지 않다. 인간의 많은 감각 중에 후각 센서 개발이 상당히 늦어진 이유다. 냄새를 맡는 과정이 생각보다 복잡한 탓이다. 후각 수용체 유전자 종류만 해도 약 400여 개다. 수용체 한 종류가 하나의 냄새를 맡지도 않는다. 냄새를 맡는다는 건 뇌가 종합적으로 판단한 결과다. 전자코의 간단한 역사 전자코(Electronic nose)는 이렇게 파악하기 어려운 냄새를 파악해, 데이터로 바꿔서 활용하기 위한 기술이다. 간단히 말하자면, 냄새를 통해 물질의 상태 및 성분을 분석해내는 전자장치다. 연구는 1950년대부터 시작되었지만, 1962년 일본에서 발명된 반도체 제조에 사용하는 가스 센서를 시초로 본다. 이 제품은 특정 가스가 많아질 경우 금속에 부식이 일어나는 성질을 이용해 가스 유출을 감지했다. 1982년에는 영국 워릭 대학의 퍼사우드가 서로 다른 센서를 함께 사용해 이 기술을 개선할 방안을 발표했고, ’87년 한 과학잡지에 전자코라는 이름으로 소개되면서 계속 그렇게 불리게 된다. 가장 유명한 사례는 1990년대 ESA(유럽항공우주국)에서 미르 우주정거장 내부의 공기를 관찰하기 위해 전자코를 만들어 사용했던 것이다. 이때 쓰인 전자코 기기는, 우주정거장에서 일어난 화재를 빠르게 감지해 알림으로써 유용성을 인정받았다. 21세기 들어와 IT 기술 발전과 함께 전자코 기술도 크게 진화하게 된다. 새로운 화학 센서, 센서 제조 기술…

만약 디스플레이가 밝고, 전력소모 또한 적다면 차세대 디스플레이로서 분명 각광을 받을 텐데요~~ 이 같은 요건을 만족시키는 생체모방 반사형 디스플레이를 최근 국내 대학 연구팀에서 개발했다고 합니다!!

우리가 사용하고 있는 스마트폰, 태블릿PC, 데스크탑PC 등 셀수 없이 많은 전자 기기에 반도체가 들어가죠?

2010년 노벨 물리학상 수상자에 차세대 꿈의 신소재로 꼽히는 그래핀(Graphene)을 세계 최초로 발견한 영국 맨체스터 대학의 안드레가임 교수와 콘스탄틴 노보셀로프 박사가 선정되었습니다. 그래핀은 연필심에 쓰이는 흑연인 그래파이트와 탄소 이중결합을 가진 분자를 뜻하는 단어로 탄소가 육각형의 형태로 서로 연결된 벌집모양의 2차원 평면 구조의 물질입니다. 그래핀은 두께가 0.35nm(나노미터)로 눈으로 볼 수 없을만큼 매우 얇고 투명하지만 강도는 강철보다 200배 이상 강하며 구리보다 100배 이상 전기가 잘통한다고 합니다. 또한 반도체로 쓰이는 단결정 실리콘보다는 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬수 있고 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높을 뿐 아니라 탄성이 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않습니다. 그래핀은 반도체, 디스플레이, 태양전지등에 사용 될 수 있는데요. 높은 전기적 특성이 필요한 초고속 반도체나, 집적도와 처리속도 한계가 있는 실리콘으로 대체 가능하며, 휘어지고 구부러지는 성질을 이용하여 Flexible디스플레이, 높은 전도도, 이동성, 양자효과를 활용한 태양전지 개발에도 이용가능하답니다. 이런 장점 덕분에 그래핀은 종이처럼 얇은 모니터, 손목에 차는 휴대전화, 접어서 지갑에 넣고 휴대할 수 있는 컴퓨터와 같은 미래 제품 제조에 혁신적인 길을 열어주었다는 평을 받고 있습니다. 이번에 노벨 물리학상을 받은 안드레가임 교수와 노보셀로프 박사는 2004년 흑연에서 스카치테이프를 붙였다 떼는 방법으로 그래핀을 분리했는데요. 2005년에는 미국 컬럼비아대 물리학과 김필립교수가 그래핀의 독특한 물리적 특성을 세계 최초로 입증하기도 하였습니다. 또한…