성능이 뛰어난 텅스텐박막 제조기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
한국과학기술연구원(KIST) 민석기. 김용태박사 팀이 공동으로 개발한
이 기술은 저항이 낮고 반도체기관등에 증착이 가능해 16M 및 64M(메가)급
고집적 회로소자와 화합물반도체 소자의 신호처리 선로로 널리 쓰여지게
되었다.
지금까지의 텅스텐박막 제조 기술은 주로 저압 화학증착법을 중심으로
이루어져 왔다.
종전 기술로 제작된 텅스텐박막은 결정성이 우수하고 저항이 낮은
이점이 있으나 실리콘 기관을 상하게 할 뿐 아니라 실리콘 산화막등의
다른 물질에는 증착이 되지 않아 많은 문제점을 지니고 있었다.
또 최근에 이르러 선진 여러나라에서 활발하게 추진되고 있는 플라즈마
화학증착법은 박막 형성은 가능하나 저압 화학증착법에 비해 저항이 5-
10배 이상 높아 이를 낮추는 연구가 계속되고 있다.
그러나 민박사팀이 개발한 텅스텐박막은 플라즈마 화학증착볍을
이용하되 텅스텐을 함유한 반응기체를 적절한 온도(섭씨 200-400도)와
압력 아래에서 플라즈마 상태로 만든 다음 특수처리에 의해 새로운
증착기술을 개발한 것으로 저항이 낮고 실리콘이나 절연막등의 어떤
기관에도 증착이 손 쉬워 그 쓰임새개 매우 넓은 것이 특징이다.
그동안 국내 관련업계는 반도체소자를 만들때 이용되는 신호처리선로로
다결정 실리콘박막 또는 알루미늄박막 기술을 사용해왔다.
다결정 실리콘박막은 증착이 쉬워 제조공정이 용이하다는 이점이
있으나 저항이 높아 신호처리 속도가 늦을 뿐 아니라 반도체 칩(CHIP)에서
차지하는 면적이 많아 고집적반도체 제조에는 적절하지 않은 것으로
알려져 있다.
또 알루미늄금속 박막은 저항은 무척 낮으나 제조공정에 적지 않은
문제가 있고 결함발생률이 높으며 실리콘 웨이퍼(WAFER)와의 반응이 높아
이에 대한 개선이 요구되고 있는 실정이다.
이에 따라 고속 정보처리에 필요한 낮은 저항성과 내열성을 지니면서
와이퍼와의 반응성도 없고 제조공정에 안정성이 뛰어난 텅스텐박막이
고집적반도체에 적합할 것이라는 기대로 이에 대한 연구가 집중적으로
이루어졌다.
민박사팀의 특수처리에 의한 플라즈마 화학증착법을 이용한 저저항
텅스텐박막 제조기술은 특히 초미세 식각,회로 설계, 로광등 16 및 64M급
고집적 반도체소자 제조의 핵심기술로 쓰여지게 될 것으로 보인다.
한편 민박사팀은 이 연구결과를 미국 및 일본물리학회등에 발표해
플라즈마 화학 증착법으로는 가장 저항이 낮은 제조기술로 인정을
받았다.