소비전력 적은 반도체 소자 전극 상용화 기술 선보여 ‘각광’

포스텍(포항공과대학교, POSTECH) BK21 지식산업형소재시스템사업단 박사과정 이한보람씨(28세ㆍ지도교수 신소재공학과 김형준 교수)가 제15회 한국반도체 학술대회에서 우수논문 기업체상(삼성상) 수상자로 결정됐다.

이한보람 씨는 포항 나노집적센터의 초고성능 스캐닝 투과 전자현미경을 활용, 소비전력이 상대적으로 적은 우수한 성능의 ‘에피택셜* 코발트 실리사이드 (Epitaxial Cobalt Silicide)’를  형성하는 기술을 이 학술대회에 발표했다.

실리사이드는 반도체의 전극에 사용되는 물질로, 이 씨는 ‘플라즈마 질화법을 이용한 에피택시(PNME : Plasma Nitridation Mediated Epitaxy)’ 방법을 사용해 원자단위까지 잘 정렬된 ‘에피택셜 코발트 실리사이드’를 형성시켰다.

최근 기술의 발전으로 반도체 소자의 크기는 줄어들었지만 크기가 줄어들 수록 소자 전극의 접촉 저항이 증가해 소비전력 역시 늘어나는 문제가 생기게 되는데,

반도체의 소비전력이 늘어나면 컴퓨터의 소비 전력 역시 늘어나는 것은 물론, 성능이 저하된다. 특히 노트북 컴퓨터, PDA와 같은 휴대용 기기의 경우에는 배터리를 오래 사용할 수 없게 된다.

이를 해결하기 위해 에피택셜 코발트 실리사이드를 실리콘 기판 위에 올리는 방법이 소개되기는 했으나 실제 반도체 공정에 적용하기에는 어려운 작업이었다.

반면, 이 씨는 플라즈마를 사용해 보다 쉽게 에피택셜 코발트 실리사이드를 형성시키는 방법을 개발했으며 이에 부가적으로 ‘산화방지막(Capping layer)에 대한 효과’ 연구에서도 성과를 거두었다.

이 씨의 지도교수인 김형준 교수는 미국 IBM TJ 왓슨 연구소(TJ Watson Research Center)에서 반도체 공정 및 나노 소자에 대한 연구를 진행한 바 있으며, 지난 2005년 포스텍에 부임한 이후에는 나노 소자의 공정과 응용에 대해 집중적으로 연구하고 있다.

이 씨는 이번 연구와 관련된 주제로 지난해 11월 미국 재료학회(Material Research SocietyㆍMRS)에서 최우수 포스터 논문상을 수상한 바 있다.

한국 반도체 학술대회는 반도체와 관련해 전기전자, 컴퓨터, 나노 등 다양한 학문을 아우르는 국내 최대의 학술대회로 매년 2~3월에 개최된다. 특히 대학이나 연구소 외에도 삼성전자, 하이닉스와 같은 기업체들이 많이 참여함으로써 반도체 기술과 관련해서는 가장 폭넓은 기술교류의 장으로 손꼽히고 있다.  

459편의 논문이 발표된 이번 학술대회에서는 10편의 논문이 상을 받았다(포스터 논문 제외).