구자용 표준연 박사, "반도체 소자 불량원은 잔류수분"
구자용 한국표준과학연구원 박사팀은 반도체를 만드는 과정에서 웨이퍼 위에 남아있는 미세 잔류수분이 원자와 결합, 불량을 초래한다는 사실을 '원자 수준'에서 규명하는데 성공했다고 20일 밝혔다.
구 박사팀은 자체 개발한 원자현미경을 이용, 초고진공 환경에서의 실리콘을 관찰했다. 0.01나노미터까지 분석이 가능한 초고정밀 장비다. 0.4nm(나노미터)인 원자의 상태를 충분히 관찰할 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다.
구 박사팀은 15년 전부터 관련연구를 통해 '원자현미경'을 개발, 보완해 왔다. 이 현미경을 이용해 실리콘 위의 원자를 관찰한 지 3년. 구 박사팀은 진공상태에서의 잔류수분이 실리콘 원자들과 결합해 결함을 나타낸다는 사실을 밝혀냈다.
구자용 박사는 "반도체의 원재료인 실리콘 위의 표면에서 발생할 수 있는 다른 결함들은 기존 연구들을 통해 규명된 바 있다"며 "이번 연구결과는 계속 논란이 돼 왔던 잔류수분에 의해 생성되는 원자의 마지막 결함 문제를 밝혀냈다는 점에서 의미가 크다"고 말했다. 이어 그는 "이번 규명은 반도체 산업의 향방을 가릴 수 있는 중차대한 일"이라며 "1조원 매출규모의 반도체 생산회사에서 불량률을 1%만 줄인다면 1백억원 이상의 이익이 남게 될 것"이라고 말했다.
구 박사팀은 앞으로 '유기반도체 분야' 연구에 집중할 계획이다. 기존의 유기물 반도체의 경우는 대량생산을 위한 저가 공정이라는 것이 구 박사의 시각이다. 그는 "현 시점에서의 반도체 기술은 발전할 만큼 발전했다"며 "앞으로 실리콘 반도체와 유기 반도체를 융합(Hybrid)한다면 최대의 효율을 얻을 수 있을 것"이라고 말했다. 이번 연구 결과는 물리학 분야의 세계적 권위지인 피지컬 리뷰레터스(Physical Review Letters)에 게재됐다.
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▲실리콘 웨이퍼(반도체를 만드는 기본 재료) ⓒ2008 HelloDD.com |
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