http://news.nate.com/view/20180412n23858?mid=n0602
표준연 연구진, 50년 플라즈마 난제 풀었다
반도체 품질저하 원인 '이력현상'
반도체 품질저하 원인 '이력현상'
이효창 선임연구원 등 최초입증
국내 연구진이 50여 년 동안 학계에서 풀지 못한 '플라즈마 히스테리시스' 문제를 해결했다.
한국표준과학연구원 반도체측정장비팀 이효창 선임연구원은 반도체나 디스플레이 공정에 품질을 저하하는 고질적인 문제였던 플라즈마 히스테리시스의 원인을 밝혀내고 제어하는 데 성공했다고 12일 밝혔다.
플라즈마는 전자, 이온, 중성기체로 구성된 이온화된 기체를 말한다. 고체, 액체, 기체 이외의 '제4의 물질상태'로 불리며 핵융합에서부터 환경, 항공우주, 바이오, 의학 등 다양한 산업에서 사용된다. 특히 최근에는 반도체와 디스플레이 분야에서 소자의 증착·식각·세정 등 가공 공정 전반에 활용되고 있다.
히스테리시스(이력현상)는 어떤 물리량이 그때의 물리 조건만으로 결정되지 않고 이전에 물질이 지나온 과정에 의존하는 현상이다. 이 현상이 플라즈마 공정 과정에 발생하면 소자 성능과 수율에 치명적인 악영향을 미치지만, 지금까지 이에 대한 원인조차 밝혀지지 않아 원하는 결과가 나올 때까지 시행착오를 반복하는 방법이 최선이었다.
이를 해결하고자 수많은 이론적·실험적 연구들이 시도됐지만, 원인을 밝혀내지 못해 플라즈마 물리학계의 난제로 남아있었다.
연구팀은 정밀 측정법을 이용해 히스테리시스의 원인이 플라즈마 내 전자에너지 분포에 의한 차이라는 사실을 최초로 입증했다.
또 특정 비활성 기체를 주입하거나 생산장비의 외부 조건을 변경하는 방법을 고안해 최적화된 공정에서 안정적으로 플라즈마를 사용할 수 있는 독자적인 제어기술을 개발했다.
이효창 선임연구원은 "우리나라는 반도체와 디스플레이 강국이지만 수십억원이 넘는 고부가가치의 첨단장비는 전량 수입에 의존하고 있다"며 "국산화에 이바지할 수 있는 차세대 공정 장비 핵심기술을 통해 소자기술에만 집중된 국내 반도체 산업의 불균형을 해소하겠다"고 말했다.
이번 연구결과는 응용물리분야 국제학술지 '어플라이드 피직스 리뷰'에 게재
작성일 : 18-04-12 19:09
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