ETRI, 차세대 AI·XR용 초고밀도 접합 기술 개발

(대전=뉴스1) 이동원 기자 = 한국전자통신연구원(ETRI)은 AI·XR 시대 핵심으로 꼽히는 초고해상도 LEDOS 디스플레이와 이를 구현하는 초정밀 레이저 접합 기술 개발에 성공했다고 11일 밝혔다.

이번 연구는 10㎛급 피치 환경에서 약 92만 개 이상의 범프를 안정적으로 접합하는 초고밀도 접합 기술을 확보해 기존 AI 반도체 패키징 기술 HBM4(20㎛급 피치, 20만 개 범프)보다 훨씬 더 뛰어난 집적도를 경제적인 공정으로 구현한 점이 주목받고 있다.

연구진은 독자 개발한 신소재 ‘SITRAB’을 활용한 레이저 기반 동시 전사·접합 공정을 적용해 접합 과정에서 발생하는 미세 오염물 생성을 억제하는 ‘흄리스(Fume-less)’ 특성 및 상온 스테이지 공정으로 기판 변형과 정렬 오차를 최소화했다.

이 기술을 통해 실리콘 CMOS 회로 위에 GaN 기반 마이크로 LED 칩을 안정적으로 접합하며, 2500PPI급 초고해상도 LEDOS 디스플레이 구현에 성공했다.

LEDOS는 초소형 마이크로 LED를 실리콘 웨이퍼 위에 직접 배열해 AR 글래스, VR 헤드셋 같은 XR 기기의 초고해상도·고휘도·저전력 디스플레이를 가능케 한다.

이번 성과는 ‘Microsystems & Nanoengineering’ 국제학술지 5월 11일 자에 게재됐다. 관련 기술은 국내 소재 및 장비 기업에 이전돼 반도체 후공정 라인에서 실제 양산 검증을 진행 중이다.

ETRI 주지호 저탄소집적기술창의연구실장은 “초고해상도 디스플레이 제조를 위한 초정밀 접합 기술 확보가 AI·XR 시대엔 필수”라며 “LEDOS 기술은 차세대 고밀도 이종집적 플랫폼으로 확장할 수 있다”고 말했다.

최광성 창의원천연구본부장은 “국내 독자 소재·공정으로 HBM4를 뛰어넘는 초고밀도 접합을 구현한 사례로, 향후 AR·VR 기기 및 첨단 반도체 패키징 시장을 선도할 것”이라고 강조했다.

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