[인천=뉴시스] 전예준 기자 = 인천대학교는 차세대 반도체의 배선 물질로 주목받는 루테늄의 원자층 증착 공정 중 발생하는 계면 산화막 형성 한계를 이한보람 신소재공학과 교수 연구팀이 해결했다고 10일 밝혔다.

인천대에 따르면 반도체 공정이 나노미터(㎚) 단위로 극미세화되면서 기존 구리 배선을 대체할 유력한 후보로 루테늄이 각광받고 있다.

그러나 기존 루테늄 증착 공정은 초기 증착 과정에서 하부 기판을 동시에 산화시켜 접촉 저항을 급격히 높이는 치명적인 부작용을 유발한다.

이한보람 교수 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 원자 수소를 반응물로 도입하는 독창적인 접근법을 시도했다.

이 원자 수소는 루테늄 전구체의 분해 반응 장벽을 획기적으로 낮춰 100도의 매우 낮은 증착온도에서도 루테늄 전구체의 유기 리간드를 효과적으로 제거한다.

특히 연구팀은 차세대 미세 패터닝 기술인 영역 선택적 원자층 증착법(area-selective atomic layer deposition, ASD)으로의 확장 가능성도 함께 제시했다.

연구 결과, 표면 차단층을 재투입하는 공정을 통해 원치 않는 영역의 성장을 완벽히 차단하고 목표 영역에만 정밀하게 루테늄을 성장시켰다.

이번 성과는 나노 스케일 반도체 내에서 고순도 금속 배선을 균일하게 증착할 수 있는 화학적 가이드라인을 제공했다는 점에서 학술적 가치가 매우 높다는 게 인천대의 평가다.

산업적으로도 차세대 반도체 제조 공정의 수율과 전기적 성능을 극대화할 수 있는 금속 배선 기술 경쟁력 확보에 핵심적인 결과가 될 것으로 기대된다.

이한보람 교수 연구팀이 주도한 연구 결과가 세계 최고 권위의 화학 학술지인 Journal of the American Chemical Society(JACS, 피인용지수: 15.7)에 게재됐다.


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