반도체 기판에 10㎚ 이하로 식각(에칭)할 수 있는 기술이 세계 최초로 개발돼 극소형 반도체 개발의 급진전이 가능해질 전망이다.
포스텍(포항공대·POSTECH) 최희철 교수팀은 최근 10㎚ 이하 크기로 식각할 수 있고, 나노구조체를 만드는 데 적용시킬 수 있는 탄노나노튜브(CNT)와 고체 표면 간의 화학반응을 밝혀냈다고 20일 발표했다. 이번 연구는 향후 극소형 반도체 개발의 핵심기술인 반도체 기판의 나노급(1㎚는 10억분의 1미터) 회로패턴을 구현하는 데 획기적인 기여를 할 것으로 기대된다.
극소형 반도체를 제작하기 위해서는 기판 표면에 회로패턴을 형성하기 위한 식각을 최대한 미세한 크기로 해야 하는데, 그동안 사용해온 광전사 또는 전자빔 방식으로는 10㎚ 이하로 식각하는 것이 불가능했다.
최 교수팀은 이번에 ‘꿈의 신소재’로 불리는 CNT가 화학증기증착법을 통해 합성될 때 소량의 산소를 주입시키면 CNT와 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 산화물 표면이 열화학 반응을 일으키면서 실리콘 산화물이 식각된다는 사실을 밝혔다. 또 이 현상을 응용해 직경 4㎚의 나노금속선 합성과 실리콘을 10㎚ 이하 크기로 식각하는 데 성공했다.
최 교수는 “이 화학반응을 이용하면 식각되는 산화물의 넓이·방향·길이 등의 구조적 특성이 CNT에 의해 직접 제어된다”며 “CNT 형성기술에 따라 반도체 제조공정기술 개발에 활력을 불어넣을 것으로 보인다”고 말했다. 이번 연구 결과는 네이처 자매지인 ‘네이처 나노테크놀로지’ 온라인판에 지난 18일자로 게재됐다.
포항=정재훈기자@전자신문, jhoon@
