이문호 포항공대 교수, 초저 유전 박막 제조기술 개발

　차세대 반도체를 생산할 수 있는 초저유전 박막 제조기술이 국내연구진에 의해 개발됐다.

　11일 포항공대(총장 박찬모)에 따르면 포항가속기연구소 이문호 교수(50 화학과)가 3나노미터(㎚,1나노=10억 분의 1) 크기의 고분자를 이용해 반도체 선폭을 50㎚까지 줄일 수 있는 신소재를 개발했다. 이번 연구결과는 세계적인 과학전문지 ‘네이처 머티리얼스(Nature Materials)’지(지난 9일자)에 소개됐다.

　50㎚급 이하의 반도체를 제조하기 위해서는 초저유전 재료가 필수적이기 때문에 지난 10여 년간 우리나라를 비롯한 일본, 미국 등 반도체 선진국에서는 이에 대한 개발이 치열했다.

　또 지금까지 반도체산업에서 흔히 사용되어온 산화규소를 비롯, 대부분의 유전재료는 3.0 내지 8.0의 높은 유전율을 가진다.

　그러나 유전율 2.0 이하의 초저유전 박막신소재를 개발하기 위해서는 5㎚ 이하의 기공들이 균일하게 포함된 나노 기공 유전박막이 필수이다. 유전율은 물질별 전기용량이 진공일 때의 몇 배가 되는지를 나타내는 수치로, 진공과 같을 때는 1.0이다.

　이에 따라 이 교수는 3㎚ 크기의 축구공 모양 ‘덴드리머 고분자(dendrimerㆍ나뭇가지 형태로 뻗어가는 3차원 인조 고분자)’를 이용해 3㎚ 기공이 박막 전체 부피의 50%까지 균일하게 분포되는 초저유전 박막을 제조하는데 성공했다.

　이번 성과는 고분자 가공제의 곁가지가 많아지면 5나노미터 이하의 기공을 만들 수 없다는 기존 연구결과를 뒤집은 것이다.

　이문호 교수는 “이번에 개발한 초저유전 나노 기공 박막신소재는 유전율이 1.6이고 기타 특성도 우수해 우리나라 핵심산업인 50㎚급 이하 모든 차세대 반도에 생산을 가능하게 할 것”이라며 “그외 차세대 투과 반사 겸용 액정디스플레이 개발에도 적용할 수 있다”고 덧붙였다.

　한편, 이 교수는 또 이번에 포항가속기연구소의 방사광 X선을 이용한 스침 산란법과 이론 정립 및 데이터분석 소프트웨어를 개발함으로써 일반적인 분석법으로 불가능했던 나노구조 및 특성분석에도 기여할 것으로 기대된다.

　대구=정재훈기자@전자신문, jhoon@