5월 과기인상에 신현석 교수…초저유전물질 합성법 개발

(서울=연합뉴스) 나확진 기자 = 과학기술정보통신부와 한국연구재단은 '이달의 과학기술인상' 5월 수상자로 울산과학기술원(UNIST) 화학과 신현석 교수를 선정했다고 3일 밝혔다.

신 교수는 초미세, 고집적 반도체 핵심기술인 초저유전물질 합성법을 개발해 반도체 미세공정 혁신 기반을 마련한 공로를 인정받았다.

반도체 소자는 실리콘 같은 반도체, 금속, 절연체 등으로 구성되는데 집적도를 높이려면 단위 소자(회로) 등을 더 작게 만드는 기술과 함께 작아질수록 증가하는 전기간섭 영향 등을 줄일 수 있는 우수한 절연체가 필요하다.

절연체가 외부 전기장에 반응하는 민감도를 의미하는 유전율이 낮으면 전기적 간섭이 줄어들어 반도체 소자 내 금속 배선의 간격을 줄일 수 있어 반도체를 더 작게 만들 수 있다.

특히 나노미터(㎚:10억분의 1ｍ) 수준의 반도체 공정에서는 내부 전기간섭이 심해져 정보처리 속도가 느려지기 때문에 전기 간섭을 최소화할 수 있는 초저유전율 신소재 개발이 반도체 소형화 한계를 극복할 핵심으로 꼽혀왔다.

신 교수 연구팀은 순수한 비정질 질화붕소(aBN)가 유전율(1.89)이 매우 낮아, 메모리 반도체와 시스템 반도체 전반에 적용할 수 있는 소재임을 밝혔다.

이는 현재 반도체 산업에 주로 사용되는 다공성 유기규산염 유전율 2.5보다 30% 낮은 수치다.

신 교수 연구팀은 나아가 화학기상증착(CVD) 방법에 플라스마 기술을 도입해, 3nm 두께의 매우 얇은 aBN 박막 증착에 성공했고, 관련 성과를 국제학술지 네이처(Nature)에 2020년 6월 발표하였다.

더불어 신 교수 연구팀은 같은 질화붕소 소재인 육방정계 질화붕소(hBN)를 이용해 박막의 층수를 조절할 수 있는 단결정 hBN 합성법을 개발, 반도체 소재의 대면적화 해법도 제시했다. 관련 내용은 네이처에 2022년 6월 게재됐다.

신 교수는 "초저유전물질 원천소재 개발은 반도체 칩 전력 소모를 줄이고, 정보 처리 속도를 높일 수 있는 핵심기술"이라며 "우리나라 반도체 초격차 전략을 이어갈 핵심 소재 기술로 발전할 수 있도록 후속 연구에 매진하겠다"라고 말했다.

rao@yna.co.kr

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