회로 선폭 45㎚(나노미터=10억분의1미터) 이하의 반도체에서 금속배선이 절연막으로 확산되는 것을 막아 반도체 소자의 신뢰도를 높이는 새로운 기술이 나왔다.
동부하이텍 이한춘 박사팀과 ㈜큐로스는 45㎚ 이하 반도체 양산에 적용할 수 있는 구리배선용 탄탈륨나이트라이드(TaN) 확산방지막을 만드는 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.
반도체 소자에서 회로를 연결하는 구리배선은 주위 절연막인 이산화규소(SiO₂)와 쉽게 반응해 반도체 소자의 신뢰성을 떨어뜨리곤 한다. 정밀한 반도체일수록 구리배선 확산방지막을 만드는 것이 꼭 필요하다.
연구진은 이 연구에서 원자층 단위의 박막을 만드는 ‘플라스마를 이용한 원자층 증착법’을 이용해 45nm이하 반도체를 양산하는 데 적용할 수 있는 구리배선용 TaN 확산방지막을 처음으로 구현해냈다.
이번에 개발된 PEALD TaN 확산 방지막은 현재 65nm 이상 제품에 적용되고 있는 ‘물리적 기상 증착법(PVD)’에 의한 TaN 방지막보다 두께가 6분의1 가량 얇은 3nm로도 우수한 확산방지 효과가 있는 것으로 확인됐다.
연구진은 “이 기술은 공정 최적화로 시간당 22장까지 증착할 수 있어 생산성 면에서 양산 가능성에 한발 다가섰다”며 “이를 토대로 미국 AMAT사가 주도하고 있는 확산방지막 관련 장비를 국산화할 수 있고 양산 시 300억원 이상의 투자비용 절감이 기대된다”고 말했다.
이 연구는 교육과학기술부 테라급나노소자개발사업단의 지원으로 수행됐다./economist@fnnews.com이재원기자
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