삼성전자 SAIT(삼성종합기술원)와 GIST 중앙기기연구소, 미국 매사추세츠공과대학교(MIT) 연구진이 함께 수행한 탄소 활용 초미세 배선 저항 감소 기술 연구 결과가 세계 최고 권위의 학술지 중 하나인 '사이언스' 본지에 지난 13일 게재됐다.
AI 반도체의 성능 경쟁이 치열해지면서 반도체 회로를 더욱 작고 촘촘하게 만드는 '미세화' 기술의 중요성은 더욱 중요해졌다. 하지만 회로가 미세해질수록 칩 내부에서 전기 신호를 전달하는 금속 배선도 가늘어져 저항이 급격히 증가한다.
삼성전자 SAIT(삼성종합기술원)는 미량 탄소 촉진제를 활용해 금속의 결정 방향과 결정립계를 제어함으로써 초미세 배선의 저항을 획기적으로 낮추는 기술을 구현했다.
연구진은 차세대 배선 소재로 주목받는 루테늄(Ru)에 이 기술을 적용해 결정의 99% 이상이 같은 방향으로 정렬된 박막을 구현했다. 루테늄에 미량의 탄소를 첨가해 열처리 과정에서 탄소가 결정립의 성장과 재배열을 돕는 방식이다.
특히 향후 기술이 고도화돼 실제 반도체 공정에 적용될 경우 인공지능(AI)·고성능 컴퓨팅(HPC)용 첨단 로직 반도체의 신호 전달 속도를 높이고 전력 손실을 줄여 반도체의 성능 및 전력 효율 향상에 기여할 전망이다.
이번 연구논문은 총 13명의 저자 중 11명이 삼성전자 SAIT 연구진이다. 제1 저자 4명 중 임용철·하윤후 박사, 이영민 연구원이 삼성전자 SAIT 소속이며, 조용륜 박사는 GIST 중앙기기연구소 소속이다.
박유민 기자 newmin@etnews.com
