반도체 기판, 원자단위로 새긴다

중성빔 이용…차세대 나노급 원천기술 개발

염근영 성균관대 교수팀

중성빔 원자층 식각 장비

중성빔 원자층 식각 장비

중성빔 원자층 식각 장비

우리나라 연구진이 중성빔을 이용해 원자 단위로 미세하게 반도체 기판을 새길 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다.

현재 반도체 기판을 새길 때 이용하는 플라즈마(이온화된 가스)는 전기적 성질을 띠고 있어 작업 과정에서 적잖은 손상이 생긴다. 때문에 고도의 정밀을 요하는 차세대 나노미터급 반도체에는 이 같은 기술을 적용하는 것이 불가능 하다.

염근영 성균관대 교수 연구팀은 24일 차세대 나노미터급 반도체 공정에 필수적인 ‘중성빔을 이용한 원자층 식각(불필요한 물질을 제거하는 반도체 제작공정) 기술’을 개발했다고 밝혔다.

염 교수 연구팀이 선보인 중성빔을 활용한 원자층 식각 기술은 무손상 식각이 가능하다. 식각 공정 중 발생하는 전기적ㆍ물리적 손상이 없을 뿐더러 식각 공정 후 발생하는 표면 거칠기도 원자층 단위 이내로 조절이 가능하다.

중성빔은 이온화된 가스인 플라즈마와 달리 중성의 전하만을 띠는 분해된 가스로서 전기적 성질이 없는 것이 특징이다.

염 교수는 “이번 기술개발은 차세대 나노 반도체 개발에 없어서는 안될 원자 단위의 식각 깊이 조절에 대한 원천 특허를 획득한 데 의미가 있다”며 “이번 연구성과로 향후 반도체 장비 및 공정 국산화와 차세대 반도체산업에서의 기술적 우위를 확보하는 전기를 마련했다”고 말했다.

이번 연구결과가 오는 2010년 본격 상용화될 경우 연간 4,000억원 이상의 수입대체 효과와 수출 등 상당 규모의 경제적 파급효과가 기대된다고 염 교수는 설명했다. 염 교수는 이 기술을 국내와 미국에 2건의 특허등록을 마친 상태다.