고려대 공과대학 신소재공학부 김영근 교수 연구팀이 차세대 반도체 금속배선로 주목받고 있는 루테늄(Ru)을 나노크기로 제작하고, 지름별로 비저항과 물질 확산 여부를 확인했다고 12일 전했다.

연구결과는 9월 13일 금속학 분야 최상위 국제학술지인 저널 오브 머티리얼즈 사이언스 & 테크놀로지(Journal of Materials Science & Technology) 온라인 게재됐다.(정식 발간은 2022년 4월 22일)반도체 주요 공정 중 하나인 금속배선(metallization)은 마치 빌딩을 연결하는 도로망처럼, 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들을 연결하는 공정이다. 손톱만한 반도체 칩 한 개에는 수십 km 길이의 구리(Cu) 배선이 사용되며, 전자가 흐르는 통로로 정보를 전달하는 역할을 한다. 최근 반도체 칩의 계속된 집적화로 인해 배선의 선폭이 수 나노미터(nm)까지 줄어들었고, 이 과정에서 배선의 저항이 급격히 증가하는 문제에 직면해 있다.
* 전기저항의 크기 효과 : 도체의 크기가 전자 평균 이동 경로보다 작아지면서, 도체 내 전자산란이 심해져 저항의 급격한 증가를 일으킨다. 반도체 소자에서 이러한 저항의 증가는 신호지연을 유발하고, 소자 전체의 성능을 저하시키는 문제가 있다.