표준연, 반도체 단결정 측정기술 개발

반도체 소자로 활용되는 결정성이 우수한 단결정의 구조특성을 평가분석할 수 있는 X선회절(Xray Diffraction)을 이용한 평가기술이 국내 기술진에 의해 개발됐다.

한국표준과학연구원(원장 정명세) 소재특성평가센터 김창수박사팀은 16일 물질의 결정구조를 밝혀내는 방법인 X선 회절방식을 이용해 반도체 단결정의 구조적 특성, 결정성, 변형률, 결정크기 등을 측정, 평가하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

이번에 개발된 기술은 고분해능력을 가진 X선 회절을 이용해 단결정, 또는 반도체 박막의 산란강도를 측정하고 이를 역격자공간에 맵핑(Mapping)함으로써 결정성과 변형률, 손상 등을 측정, 평가하는 방식이다.

김박사팀은 이 방식을 이용할 경우 결함이 많은 모자이크 결정이나 박막의 균열, 변형 등에 대한 측정이 용이하며 모자이크구조를 갖는 변형률에 의한 영향등을 손쉽게 파악할 수 있다고 밝혔다.

또한 개발된 기술은 반도체의 단결정 박막 등의 결함이나 결정성, 결정격자의 열진동, 반도체 재료와 공정상에서 발생하는 손상의 변화, 저차원 양자소자의 구조해석을 비롯해 저밀도의 박막 결함분석 등에 널리 활용될 수 있다고 전했다.

김 박사팀은 기존 방법에서 볼 수 없는 역각자 공간을 활용해 박막, 계면의 결함 등을 확인할 수 있어 산업용 반도체제작에 많이 사용되는 실리콘, 사파이어의 결정성 평가 등에 이용될 수 있다고 밝혔다.

한편 개발된 기술은 최근 반도체 산업의 급격한 발달과 더불어 이에 필요한 우수한 단결정이 새로운 소재로 응용되고 있는 가운데 나온 것이어서 향후 관련업계로부터 호응을 얻을 것으로 전망된다.

<대전=김상룡 기자>