고집적 저전력 반도체기술 개발.. 서울대 차국헌 교수

중앙처리장치(CPU)급 반도체와 시스템 온 칩(SoC) 등 고성능 반도체의 성능을 개선할 수 있는 저유전(低誘電) 물질이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 서울대 차국헌 교수팀은 24일 반도체의 배선공정에서 전력을 적게 소모하면서 층간 단전 효과를 높임으로써 성능이 좋은 반도체를 만들 수 있는 저유전 물질을 개발했다고 밝혔다. 현재 반도체의 주종을 이루는 D램의 경우 2층 구조를 갖고 있지만 차 교수팀이 개발한 기술은 이보다 성능이 뛰어난 8층 정도의 구조를 갖춘 CPU급 반도체를 제작할 수 있는 기반 기술이다. 반도체가 고집적화할수록 층 수가 많아지면서 층간 전력 누출 현상이 심해지지만 차 교수팀은 실리콘과 비실리콘계 혼합물을 섞은 유기 실리케이트로 제작된 나노기공(氣空) 형성수지를 이용,반도체 층간에 절전율이 높은 층을 형성토록 함으로써 층간 유전율을 대폭 낮춰 고성능 반도체를 제작할 수 있는 기반을 마련했다는 것이다. 차 교수는 또 유기 실리케이트를 이용해 최소 5나노m(1나노m는 10억분의 1m) 크기의 나노기공을 형성,층간 절연물의 구조를 치밀하게 함으로써 반도체 자체의 크기도 대폭 줄일 수 있도록 했다고 밝혔다. 그는 특히 "이번 기술을 적용할 경우 (CPU급) 반도체의 처리속도가 미국과 일본산에 비해 2배 빠르며 전력과 제조비용을 30% 싸게 할 수 있다"고 소개했다. 절연층의 경도 역시 기존 제품의 3기가 파스칼(GPa)보다 월등한 10GPa 이상을 유지할 수 있다고 차 교수는 덧붙였다. 차 교수는 국내 반도체 회사들이 해외에서 개발된 저유전 물질(층간 절연물)을 전량 수입하고 있기 때문에 이 기술을 반도체 제조공정에 이용할 경우 2005년을 기준으로 1백50억원 이상의 수입대체 효과를 거두는 것은 물론 세계시장도 공략할 수 있을 것이라고 분석했다. 이번 기술 개발에는 하이닉스반도체,LG화학 등이 참여했다. 차 교수팀은 LG화학에 이 기술을 이전,반도체 제조공정 내 적용시험을 거친 뒤 양산에 들어갈 예정이다. 오춘호 기자 ohchoon@hankyung.com