국내 연구진이 차세대 실리콘 소자에 쓸 수 있는 세계 최소 선폭의 금속배선을 개발하는데 성공했다. 이에 따라 기존 실리콘 기판을 이용한 금속배선 기술로도 테라비트급 3세대 반도체 소자 구현이 가능할 전망이다.
16일 과학기술부는 창의적연구진흥사업의 원자선원자막연구단(연구책임자 염한웅 연세대 교수)이 기존 실리콘 반도체소자의 금속배선에 비해 선폭을 25분의 1로 줄인 금속실리사이드 나노선을 실리콘 기판 위에 직접 성장시키는 기술을 확보했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 이 분야 국제 저널인 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 17일자에 게재됐다.
금속배선이란 반도체 소자에 전기신호를 흘려보내주는 부분으로서 트랜지스터, 축전지 등과 함께 소자를 구성하는 중요한 요소다. 연구진이 개발한 금속실리사이드 나노선은 그 선폭이 2 나노미터로 원자 10여개의 크기에 불과하며 최신 초고집적 실리콘소자에 쓰여 온 금속배선 선폭의 25분의 1에 해당한다.
금속실리사이드 나노선은 2000년 미국의 휴렛패커드사 연구진에 의해 최초로 소개돼 주목을 끌었지만 기초적인 물성과 성장제어 방법 등의 기술이 확보되지 않아 실용화에 성공하지 못했다.
연구진은 가돌리늄(Gd)이라는 특수한 금속과 특별히 가공된 기판을 사용해 원자 크기의 나노선을 일정 간격으로 한 방향으로 정렬하는 기술을 개발함으로써 2㎚급 금속배선의 상용화 가능성을 높였다.
염한웅 교수는 “이번 기술은 실리콘 기판을 이용하기 때문에 기존 반도체 공정에 바로 상용화할 수 있다는 것이 장점”이라며 “반도체소자의 크기를 줄이고 집적도를 획기적으로 높이는 데 필요한 중대한 요소기술로서 차세대 테라급 반도체소자개발 경쟁에서 유리한 위치를 점하는 계기가 될 것”이라고 밝혔다.
조윤아기자@전자신문, forange@