차세대 실리콘 소자에 상용 가능한 세계 최소 선폭(2㎚)의 금속 배선이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
연세대 물리학과 염한웅(사진) 교수팀은 기존 최신 초고집적 실리콘 반도체 소자 금속배선보다 선폭을 획기적으로 줄인 ‘금속(가돌리늄) 실리사이드’ 나노선을 실리콘 기판 위에 만드는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.
반도체 소자에 전기 신호를 흘려보내는 금속배선은 트랜지스터, 축전지 등과 함께 소자를 구성하는 중요 요소다. 이번에 개발된 금속 실리사이드 나노선은 선폭이 2㎚여서 원자 20여개 크기에 불과하며, 최신 초고집적 실리콘 소자에 쓰이는 금속배선 선폭의 25분의 1에 해당한다.
염 교수는 “실리콘 반도체 소자의 크기를 줄이는 한편 집적도(반도체 소자를 기판 단위 면적당 얼마나 만들 수 있는가를 나타내는 지표)를 획기적으로 개선, 국내 반도체 산업의 국제 경쟁력 강화와 차세대 반도체 소자 개발에 기여할 수 있게 됐다”고 말했다.
그는 이어 “특수 금속인 ‘가돌리늄’과 특별히 가공된 기판을 활용해 나노선을 한 방향으로 일정하게 정렬하는 기술을 개발했다”며 “미세 나노선들의 안정적인 금속성을 자체 개발한 ‘초고속분해능 분석설비’를 사용해 입증, 2㎚급 금속배선의 상용화에 한발 다가서게 됐다”고 말했다.
이번에 사용된 가돌리늄은 가격이 비교적 저렴한 데다 물량 확보도 쉬워 상용화 가능성이 매우 큰 것으로 평가되고 있다. 염 교수 팀의 연구성과는 물리학 분야의 최고 권위지 ‘Physical Review Letters’ 17일자에 게재됐다.
황양준 기자 naigero@hk.co.kr
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