바커케미칼, 고집적 반도체용 필수 소재 '실란 전구체' 개발

연결부품과 회로 사이 전자기 간섭 방지해 칩 성능 유지

글로벌 화학기업 바커케미칼은 고집적 메모리 칩 및 마이크로프로세서 제조에 필수적인 특수 소재인 실란(silane) 전구체를 개발했다고 7일 밝혔다. 

전구체는 박막증착을 위한 화학물질 재료다. 이 재료를 웨이퍼 아래에 두고 온도를 올리면, 기체로 변하면서 바로 위의 웨이퍼로 올라가 증착이 이뤄진다.

이번 개발로 바커의 특수 반도체 소재 포트폴리오는 한층 강화됐다. 새로 개발된 실란은 반도체 제조 공정의 화학 기상 증착(CVD) 단계에서 사용되며, 웨이퍼 표면과 반응하여 유전 상수가 낮은 초박막 절연층을 형성한다. 

바커가 AI 와 클라우드 컴퓨팅용 고집적 메모리칩 및 마이크로프로세서 제조용 전구체를 새롭게 개발했다(사진=바커)

이 절연층은 촘촘히 배열된 연결 부품과 회로 간의 전자기 간섭을 차단해 오작동의 우려 없이 안정적인 성능을 가진 고집적 마이크로칩의 제조를 보장한다. 새로운 실란의 개발은 고객 맞춤형 고부가가치 솔루션을 제공하고자 하는 바커 그룹의 지속적인 노력을 보여준다.

오늘날 반도체 칩은 아주 작은 공간에 수십억 개의 트랜지스터가 결집한 형태를 지닌다. 소형화 기술의 진전으로 트랜지스터 수는 늘어나고 반도체 성능은 향상되고 있지만, 그만큼 기술적 문제도 많다. 반도체 미세 공정이 진화함에 따라 다이 내부에 여러 블록들이 더욱 더 가까운 거리에 밀집하게 된다. 따라서 인접 블록 간에 노이즈 문제가 발생한다.

바커의 신규 개발 제품은 이러한 문제에 대한 실용적인 솔루션을 제공한다. 인접 블록 간의 노이즈를 해결하는 간단한 방법은 블록 간 거리를 띄우는 것이다. 하지만 이렇게 하면 성능 저하가 발생한다. 

거리를 좁히면서 노이즈를 차단하려면 차단막, 즉 격벽이 필요하다. 바커의 새로운 실란은 반도체 제조 공정에서 박막을 형성하는 중요한 전구체 역할을 한다. 구체적으로는 가열된 초고순도 실리콘 웨이퍼의 표면과 반응해 유전상수가 낮은 절연층을 만드는데, 이는 연결 부품 사이에서 높은 주파수로 움직이는 전류에 대한 전자기 간섭을 막아준다.

토마스 코이니 바커 실리콘 사업 총괄 사장은 "당사 화학 분야 전문가들의 집중적인 연구 덕분에 마이크로칩 성능을 크게 향상하는 실란 개발에 성공했다"며 "고도로 복잡한 고집적 컴퓨터 칩의 개발을 촉진할 제품"이라고 말했다.

이미 수년째 반도체 업계에 필요한 원재료와 첨가제 등을 공급하고 있는 바커 그룹은 유럽의 가장 큰 폴리실리콘 제조사로, 반도체용 폴리실리콘의 기술과 품질을 주도하는 세계적 리더로 평가받고 있다.

다결정 실리콘은 고순도 실리콘 웨이퍼 제조에 필요한 원재료며, 고순도 실리콘 웨이퍼를 여러 단계에 걸쳐 가공하면 최종적으로 마이크로칩이 만들어진다. 마이크로칩 두 개 중 한 개는 바커가 생산한 초고순도 폴리실리콘으로 이뤄져 있다.