‘포토레지스트 찌꺼기 싹’ UNIST, 차세대 초미세 반도체 공정 난제 풀었다 작성일 08-24 42 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">김명수·김병조 교수팀, ‘희생 금속 마스크 리소그래피’ 공정 개발<br>접촉저항 10분의 1로 낮추고 소자 손상 방지…온전류 10배 증대<br>전자빔 공정·원자층증착(ALD) 박막 등 범용성 입증</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="pKcwnrqFWw"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="1dc0d169220d15bd84c8c198704cd53168c6d06ebc3c66a9719470241645cd10" dmcf-pid="U9krLmB3vD" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="금속막으로 반도체 표면의 포토레지스트 찌꺼기 오염을 막는 원리와 효과. 연구그림=UNIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/24/seouleconomy/20260824093652350zqqx.png" data-org-width="506" dmcf-mid="0A10ypaeyr" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/24/seouleconomy/20260824093652350zqqx.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 금속막으로 반도체 표면의 포토레지스트 찌꺼기 오염을 막는 원리와 효과. 연구그림=UNIST </figcaption> </figure> <p contents-hash="9abea75a3e42736bb4299d2fdfe767e04dd3fbdf9a1fdb8b85c5ad9d2e50e8fa" dmcf-pid="ulKfp4IkCE" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 차세대 초미세 반도체 소자로 주목받는 2차원 반도체의 고질적인 공정 오염 문제를 해결하고, 소자 성능을 대폭 끌어올리는 기술을 개발했다.</p> <p contents-hash="227d4d119e36a22cdac2d405c16972f6ba476727b20cd175ee0df754216349b3" dmcf-pid="7S94U8CElk" dmcf-ptype="general">UNIST(울산과학기술원)는 전기전자공학과 김명수 교수와 반도체소재·부품대학원 김병조 교수 연구팀이 얇은 희생 금속막을 활용해 2차원 반도체 표면의 공정 잔여물 흡착을 원천 차단하는 공정 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.</p> <p contents-hash="d1b82ec74869abd3957735a647a8ad14f27e57bc31436a989a67272a498dc458" dmcf-pid="zv28u6hDSc" dmcf-ptype="general">원자 한 층 두께의 이황화몰리브덴(MoS₂)은 얇은 두께에도 반도체 특성을 유지해 고집적 차세대 로직·메모리 소자의 핵심 소재로 꼽힌다. 그러나 두께가 극도로 얇아 회로 제작 과정에서 쓰이는 포토레지스트(감광액) 잔여물이 표면에 달라붙으면 전하 이동이 방해를 받고 소자 성능이 급격히 떨어지는 한계가 있었다. 특히 플라즈마 공정에 노출된 포토레지스트는 단단하게 굳어 일반 용매 세척으로 제거되지 않고, 강한 초음파나 고온 열처리는 반도체 박막을 손상시키는 문제가 뒤따랐다.</p> <p contents-hash="97c00322b0ad55078f5ed355d771bab9675a5b9db81169fe45871cf54d78967e" dmcf-pid="qTV67PlwCA" dmcf-ptype="general">연구팀은 먼저 컴퓨터 계산(분자동역학 및 밀도범함수이론)을 통해 플라즈마 속 산소가 포토레지스트의 화학구조를 변형시켜 흡착에너지를 2배 이상 높이고, 이로 인해 결함 준위가 생겨 전하 흐름이 차단된다는 원리를 규명했다.</p> <p contents-hash="147418f8badabcf338922b174919e2c994e034ababec07e1caf1223ad38776d6" dmcf-pid="ByfPzQSrWj" dmcf-ptype="general">이어 연구팀은 공정 오염을 원천적으로 막는 ‘희생 금속 마스크 리소그래피’ 방식을 고안했다. 포토레지스트를 도포하기 전 이황화몰리브덴 위에 5나노미터(nm) 두께의 희생 금(Au)막을 먼저 입혀 화학물질과 플라즈마의 직접 접촉을 막는 방식이다. 회로 형성이 끝난 뒤 화학 용액으로 금막을 녹여내면 상부에 굳어 있던 잔여물도 박막 손상 없이 함께 제거된다.</p> <p contents-hash="dd7753480ffd001be9fb6ab26480613df8134f75e93a2ae91398b1e88e18256d" dmcf-pid="bW4QqxvmWN" dmcf-ptype="general">이 공정을 적용해 제작한 이황화몰리브덴 트랜지스터는 접촉저항이 2.58×10⁵ Ω·μm 수준으로 기존 대비 10분의 1로 낮아졌다. 저항이 줄어들면서 트랜지스터가 켜졌을 때 흐르는 온전류(on-current)는 약 10배 증가했다. 현미경 및 분광 분석 결과 공정 후에도 반도체의 결정 구조 손상은 전혀 발생하지 않았다.</p> <p contents-hash="ffa45b5b6afcc4ffa97278ab97f62260bb129a9078d4bb3ff763f5a070ce1673" dmcf-pid="KY8xBMTsya" dmcf-ptype="general">제1저자인 김다현 연구원은 “이 공정 기술은 일반 반도체 회로 공정뿐만 아니라 전자빔으로 더 미세한 회로를 그려내는 경우에도 쓸 수 있고, 이황화몰리브덴을 어떤 방식으로 합성했느냐에 관계없이 쓸 수 있는 범용성이 있다”고 설명했다.</p> <p contents-hash="4f1578ff621ce1af8efb6d149190eb1f7f4cdb52f53e6bb534769eddd977949f" dmcf-pid="9G6MbRyOTg" dmcf-ptype="general">김명수 교수는 “이황화몰리브덴은 트랜지스터와 같은 반도체 소자를 지금보다 더 작고 얇게 만들 수 있는 소재”라며 “이를 실제 고성능 소자로 만드는 데 걸림돌이었던 공정 오염 문제를 해결해, 향후 고집적 로직·메모리 소자 개발에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="63fe9413c02f0e6bdb59f6beacc4bdab8b7ada00aa945e3e96f4e63b448aab48" dmcf-pid="2HPRKeWISo" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 나노 분야 국제학술지 ‘스몰(Small)’에 이달 11일 자로 온라인 게재됐다.</p> <p contents-hash="4caaeea71c7eca283a076a91d01a5a02f45e1a4ce602a3c4d302cc3e9ae938e9" dmcf-pid="VXQe9dYCWL" dmcf-ptype="general">울산=장지승 기자 jjs@sedaily.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 라덱셀, 352억원 규모 범부처 의료기기 R&D 과제 선정 08-24 다음 수컷 세포에서 암컷 탄생…사상 첫 ‘성전환 복제’ 성공 08-24 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
