50년 난제 '플라스마 히스테리시스' 제어 성공

50년 난제 '플라스마 히스테리시스' 제어 성공
이효창 표준과학연구원 박사 "국내 반도체 산업 불균형 해소"



(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국표준과학연구원(KRISS)은 이효창 반도체측정장비팀 선임연구원이 플라스마 히스테리시스를 제어하는 데 성공했다고 12일 밝혔다.
이력 현상으로 번역되는 히스테리시스는 어떤 물질이 거쳐 온 과거가 현재 상태에 영향을 주는 것을 말한다.
고체·액체·기체가 아닌 제4의 물질 상태라고도 불리는 플라스마는 산업 전반에 걸쳐 다양하게 쓰이는데, 최근엔 반도체와 디스플레이 분야에서 주로 활용되고 있다.
문제는 전력을 조절해도 플라스마 상태가 원하는 조건으로 바뀌지 않고 과거에 의존한 히스테리시스가 발생한다는 점이다.
플라스마 히스테리시스가 나타나면 소자 성능에 악영향을 미친다
50여년 전부터 학계에선 여러 연구가 시행됐으나, 지금까지 그 원인을 정확하게 짚어내지는 못했다고 KRISS 측은 설명했다.
이 때문에 업계에선 원하는 플라스마 상태와 공정 결과가 나올 때까지 시행착오를 반복하며 설정을 변경했다.


이효창 선임연구원은 KRISS의 정밀 측정법을 이용해 실마리를 찾았다.
히스테리시스 원인이 플라스마 내 전자에너지 분포에 따른 차이라는 사실을 최초로 입증했다.
이 연구원은 한 발 더 나가 특정 비활성 기체를 주입하거나 생산장비 외부 조건을 변경하는 방법을 고안해 독자적인 제어 기술도 내놨다.
고품질의 소자를 안정적으로 생산하는 한편 장비를 최적화하는 원천 기술까지 확보할 수 있어서 반도체 시장 양대 산맥인 소자·장비 산업의 동반성장을 이끌 수 있다고 KRISS 측은 덧붙였다.
이효창 선임연구원은 "반도체 관련 첨단장비 국산화에 이바지할 수 있을 것"이라며 "차세대 공정 장비 핵심기술을 통해 소자기술에만 집중된 국내 반도체 산업 불균형도 해소할 것으로 기대한다"고 말했다.
연구 결과는 응용 물리 분야 국제학술지 '어플라이드 피직스 리뷰'(Applied Physics Reviews)에 실렸다.
walden@yna.co.kr
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