반도체소자 초정밀 측정..연세대 염한웅 교수팀, 광전자 분광설비 개발

연세대 초미세 표면과학연구센터 염한웅 교수팀은 8일 실리콘 반도체 소자와 관련한 극박막 구성과 화학상태 등을 아주 정밀하게 측정할 수 있는 세계 최고 분해능(분석 정밀도) 수준의 광전자 분광설비를 개발했다고 밝혔다. 염 교수팀은 과학기술부 21세기 프런티어연구개발사업인 테라급나노소자개발사업단의 과제로 지난 4년간의 연구 끝에 개발한 이번 설비는 기존 전자 분광설비보다 분해능과 감도를 획기적으로 높일 수 있다고 설명했다. 실리콘 등 반도체 재료를 사용해 만들어지는 전자소자들은 복잡하고 다양한 박막구조로 구성되기 때문에 이 박막 재료들과 소자 제조공정을 연구하기 위해서는 박막의 상태와 공정 결과물에 대한 정밀한 분석이 필요하다. 이번에 선보인 분광설비는 이 같은 정밀 분석을 할 수 있는 것으로 수입품이나 아웃소싱한 기존 장비보다 성능이 월등한 것으로 평가됐다고 연구팀은 밝혔다. 염 교수는 "나노소자와 재료 관련 분석기술에서 세계 최고 수준을 확보했으며 실리콘 소자와 관련한 박막의 화학상태 분석에서 세계 표준을 제시했다"고 설명했다. 염 교수팀이 개발한 광전자 분광설비는 미국 일본 스웨덴 독일 등의 대규모 국립연구소들만 갖추고 있는 것으로 알려졌다. 염 교수팀은 이 설비를 이용,90 나노미터 실리콘 소자 등에 사용되는 박막인 실리콘 질화박막의 계면(界面)과 형성과정을 집중 분석해 계면의 화학적 상태와 초기 박막 형성과정을 밝혀냈다고 덧붙였다. 이번 연구 성과는 최근 물리학 분야에서 세계적인 권위를 얻고 있는 '피지컬 리뷰'지에 실렸다. 오춘호 기자 ohchoon@hankyung.com