메모리 반도체의 생산 가격을 획기적으로 낮추면서 집적도는 크게 높일 수 있는 3차원 집적회로 양산기술이 국내외 공동 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다.

재미 한인 과학기술자들이 미국에 설립한 벤처기업 비상(BeSangㆍ대표 이상윤)은 KAIST 부설 나노종합팹센터(소장 이희철),미국 스탠퍼드 나노팹(SNF)과 공동으로 기존의 반도체 기술을 대체할 수 있는 '3차원 집적회로(3D－IC) 상용화 기술'을 세계 최초로 개발했다고 11일 발표했다.

연구팀은 이날 삼성동 인터컨티넨탈호텔에서 기자회견을 갖고 180나노급 8인치 실리콘 웨이퍼에 1억2800만개의 수직구조 반도체 소자들을 2층으로 쌓은 3D－IC를 공개했다. 이번에 개발된 3차원 집적회로 기술은 2009년부터 상용화될 예정이다.

메모리 반도체는 트랜지스터로 만들어진 컨트롤러와 메모리셀로 구성된다. 지금까지 메모리 반도체는 평면 기판 위에 이 두 공정을 구현해왔지만 이 같은 방식으론 더 이상의 미세화가 불가능해져 집적도(같은 면적 위에 더 많은 반도체 소자를 집어 넣는 것)를 높이는 것이 어렵게 된 상황이다.

이에 따라 반도체 업계는 3차원 반도체 제조기술 구현을 위해 많은 노력을 기울여 왔으나 고온의 제조공정,반도체 층간에 발생하는 결함，제한적인 배선 개수 등으로 인해 별다른 성과를 올리지 못했다. 연구팀은 섭씨 400도 이하의 저온공정으로 금속배선 층을 포함하는 실리콘 반도체 기판 위에 두께가 1㎛ 미만인 단결정 실리콘 층을 형성하고 실리콘 층에 고성능 반도체 소자를 형성，단일칩 3차원 집적회로를 구현했다.

홍석경 하이닉스반도체 수석연구원은 "이번에 개발된 방식은 3차원 반도체를 만드는 몇가지 방식 중 가장 간편한 방식"이라며 "양산에 따른 생산비용을 낮출 수 있다면 경쟁력이 있을 것"이라고 평가했다.

황경남 기자 knhwang@hankyung.com