[리딩 테크놀로지 2003](15)SOI웨이퍼

　반도체의 비약적인 발전은 기초소재인 실리콘웨이퍼의 발전과 맥을 같이 한다. 100㎜, 150㎜, 200㎜, 300㎜ 등으로 이어지는 실리콘웨이퍼의 대구경화와 그에 따른 품질향상은 반도체 생산성을 높이고 고속·대용량의 칩을 만드는 데 기여했기 때문이다.

　실리콘웨이퍼는 다른 한편으로 다양한 공정용 웨이퍼(프로세스 웨이퍼)가 개발돼 디바이스의 경박단소(輕薄短小)화를 선도하고 있다. 발광다이오드(LED) 제조에 쓰이는 에피택셜웨이퍼(epitaxial wafer)와 시스템IC 제조에 쓰이는 이중실리콘(SOI:Silicon On Insultor)웨이퍼 등이 바로 그것이다.

　특히 SOI웨이퍼는 차세대 멀티미디어 산업과 대용량 통신기기에 필요한 저전력, 저전압, 고속의 고집적 반도체를 만드는 데 적합해 디바이스의 개발을 선도할 신소재로 꼽힌다.

　SOI웨이퍼는 실리콘 기판과 트랜지스터 사이에 인위적으로 절연층을 형성시켜 형성된 고순도 실리콘층의 효율과 특성을 향상시켜 초미세 회로 가공을 가능하게 하는 신재료다.

　SOI웨이퍼는 구조 및 활성층의 두께에 따라 적용 제품군이 다른 것이 특징이다. 박막(thin film) SOI웨이퍼는 고속, 저전력 D램, S램 및 CPU 등에 적용되고, 후막(thick film) SOI웨이퍼는 고전압으로 빠른 전환을 요구하는 양극형게이트절연트랜지스터(IGBT) 제조에 쓰인다. 이 중 고속용 데이터를 요구하는 최근의 경향을 감안할 때 박막 SOI가 전체 SOI웨이퍼시장의 대부분을 차지할 것으로 전망된다.

　SOI웨이퍼의 또 다른 매력은 전기적 절연체인 열산화막으로 차단된 얇은 무결점 실리콘층을 제공하기 때문에 소자업체에서 반도체 제조시 절연벽 형성 공정을 단축시킬 수 있어 제품 개발 및 생산기간, 비용 등을 줄일 수 있다는 점이다. 또 별도의 장비 투자를 하지 않고 현재 장비를 그대로 사용하거나 오히려 줄일 수도 있어 설비투자에 대한 부담을 덜어주는 것도 장점이다.

　바로 이런 장점 덕분에 SOI웨이퍼시장은 매년 팽창하는 추세를 보이고 있다. 지난 2001년 전년대비 30% 감소한 실리콘웨이퍼시장에 반해 SOI웨이퍼시장은 오히려 16% 팽창했다. 또 시장조사기관들도 지난 95년부터 2001년까지 SOI웨이퍼 수요는 매년 20% 이상 급증해왔던 점을 감안해 올해부터 2007년까지 매년 50% 이상 증가할 것으로 내다보고 있다.

　SOI웨이퍼는 제작 원천기술을 보유한 벤처기업과 실리콘웨이퍼를 생산하는 제조업체간 전략적 제휴를 통해 생산되거나 소자업체의 SOI웨이퍼 기술 관련 원천 특허 라이선스를 통해 개발돼왔다.

　그러나 상대적으로 D램사업에 쏠린 국내 반도체 산업구조속에서 시스템LSI 신소재로 각광받는 SOI웨이퍼는 기반이 취약한 편이다. 삼성전자·하이닉스 등의 소자업체는 SOI웨이퍼를 이용한 응용 제품 개발에 관심을 갖고 있으나 양산화보다는 시제품 제작 수준에 머물고 있는 형편이다.

　한편 국내 웨이퍼 제조업체 LG실트론은 최근 이천공장에 연 1만장 규모로 100·150㎜ SOI웨이퍼 전용 생산라인을 설치해 올 상반기쯤 초기 양산에 들어갈 계획이라고 발표해 주목을 끌고 있다.

　<손재권기자 gjack@etnews.co.kr>