표준연, 실리콘 웨이퍼 원자결함 규명

　한국표준과학연구원(원장 정광화)은 이종성장연구단 구자용 박사팀이 반도체 공정중 잔류 수분에 의해 실리콘 웨이퍼 표면에 발생하는 결함을 원자 수준에서 밝혀내는 데 성공했다고 20일 밝혔다.

　구 박사팀은 자체 기술로 개발한 주사관통 현미경(STM)을 이용해 100조 분의 1 기압 상태의 초고진공 환경에서 실리콘 웨이퍼 위에 결합된 물분자들이 실리콘 원자들과 결합하는 과정 및 결합 후 원자구조 등을 밝혀냈다. 또 슈퍼컴퓨터를 이용한 대규모의 정밀 이론 계산을 통해 물분자와 실리콘 원자의 결합 및 생성과정 등을 입증했다.

　구 박사팀의 이번 연구는 그동안 원인을 찾지 못했던 반도체 소자의 수율(투입량 대비 제조양) 저하 문제를 설명할 수 있는 것으로 물리학 분야 세계 최고 논문지인 피지컬 리뷰 레터(Physical Review Letters) 최신호에 소개됐다.

　반도체는 거듭된 기술 발달로 원자층 단위에서 제작 공정이 이뤄지고 있지만 원재료인 실리콘 웨이퍼 표면에 많은 결함이 발생하고 있어 고성능 반도체 소자를 생산하기 위해서는 결함 원인을 규명하는 것이 최대 숙제로 남아있다.

　구자용 박사는 “지난 수십년간 논란이 됐던 초고진공환경에서 잔류 수분에 의해 생성되는 원자의 결함 문제를 밝혀냈다는 점에서 의미가 있다”며 “앞으로는 고성능 반도체의 품질을 결정하는 고품질 산화막 개발을 위해 단원자층 산화막의 생성 과정 등을 집중적으로 연구할 계획”이라고 말했다.

　 대전=신선미기자@전자신문, smshin@