엄한돈 강원대 화학공학전공 교수, 차세대 반도체 제조 혁신기술 개발

▲ 엄한돈 강원대 화학공학전공 교수

엄한돈(사진) 강원대 화학공학전공 교수가 참여한 공동연구팀이 반도체 제조의 고질적인 문제를 해결할 수 있는 금속 촉매 화학 식각(MACE) 기술을 개발했다.

그동안 반도체 산업에서는 식각 공정에서의 한계가 고질적인 문제로 꼽혀왔다. 연구팀은 이를 극복하고자 금속 촉매 화학 식각(MACE: Metal-Assisted Chemical Etching) 방식을 기반으로 두 가지 기술을 제안했다.

기존의 반응성 이온 식각(RIE) 공정은 고비용 장비와 복잡한 공정으로 인한 부담이 컸다. 또한 수용액 기반의 MACE 방식은 구조 제어와 산업 적용 측면에서 한계가 있었다.

연구팀은 세계 최초로 가스 상태에서의 금속 촉매 화학 식각(건식 식각)기술을 구현해 이를 해결했다. 특히 오존을 활용한 공정을 통해 식각 속도를 기존 산소 기반 공정보다 70배 가량 향상시키고, 완성도 역시도 우수한 나노구조를 제작했다.

연구팀의 기술 개발은 여기서 끝나지 않았다. 연구팀은 촉매의 형태에 따라 식각 방향성을 정밀하게 제어할 수 있는 원천기술을 개발, 실리콘 나노구조의 고종횡비(high aspect ratio) 형성에 필요한 방향 제어가 가능해졌다.

엄한돈 교수는 “이번 연구는 기존 기술이 지닌 구조 제어와 오염 문제 한계를 극복한 것으로, 가스 기반의 반도체 제조 공정과의 호환성을 높였다는 데 큰 의미가 있다”면서 “고성능 반도체 소자는 물론 센서, 태양전지 등 다양한 분야에 폭넓게 응용될 수 있다”고 연구 의의를 밝혔다. 정민엽