전기 배선 저항 최대 25% 낮춰 성능 개선…삼성·TSMC 등 채택
(서울=연합뉴스) 김아람 기자 = 세계 1위 반도체·디스플레이 장비 기업 어플라이드 머티어리얼즈(AMAT)가 컴퓨팅 효율을 높이는 칩 배선 혁신을 공개했다.
AMAT 코리아는 14일 서울 강남구 세바시X데마코홀에서 기자간담회를 열고 2㎚(나노미터·10억분의 1m) 이하로 구리 배선 스케일링(Scaling·미세 공정)을 가능하게 해 컴퓨터 시스템 와트(W)당 성능을 높이는 기술을 소개했다.
최첨단 로직 칩은 트랜지스터 수백억개가 96㎞ 이상의 미세한 구리 배선으로 연결돼 있다.
반도체 업계가 2나노 이하 스케일링에 나서면서 절연체가 얇아져 칩이 물리적으로 약해졌다. 구리 배선 폭이 좁아지면 전기 저항이 가파르게 증가해 칩 성능이 저하되고 전력 소비량은 증가한다.
이에 따라 AMAT는 반도체 제조사가 저저항 구리 배선을 2나노 이하로 스케일링할 수 있게 하는 신소재와 최신 통합재료설루션(IMS)을 내놓았다.
최소 유전율(물질에 전기장을 걸 때 전기장이 변하는 비율)을 낮춘 절연체 '블랙 다이아몬드'의 최신 버전과 6개 기술을 하나의 고진공 시스템에 조합한 '엔듀라 쿠퍼 배리어 씨드 IMS'다.
'엔듀라 쿠퍼 배리어 씨드 IMS'는 업계 최초로 양산 과정에 상용 촉매 중 성능이 가장 뛰어난 것으로 알려진 루테늄을 활용했다.
루테늄과 코발트의 이원 금속 조합은 최종 증착 공정 중 접착력을 보장하는 라이너(liner)의 두께를 최대 33%인 2나노까지 축소한다.
또 표면 물성을 개선하고 전기 배선 저항을 최대 25% 낮춰 칩 성능과 전력 소비를 개선한다.
이은기 AMAT 박막 기술 총괄(전무)은 "업계 최초로 루테늄과 코발트의 이원 조합을 사용해 전기 저항을 줄이고 디바이스 효율을 높였다"고 설명했다.
AMAT는 '엔듀라 쿠퍼 배리어 씨드 IMS'를 선도 로직 반도체 제조사들이 양산 라인에 채택해 3나노로 고객 출하를 시작했다고 밝혔다. AMAT 주요 고객사에는 삼성전자, TSMC 등이 있다.
프라부 라자 AMAT 반도체 제품그룹 사장은 "인공지능(AI) 시대에는 에너지 효율이 더욱 높은 컴퓨팅이 요구되고, 성능과 전력 소비에서 칩 배선과 적층이 매우 중요하다"며 "AMAT의 최신 통합 재료 설루션은 반도체 업계가 저저항 구리 배선을 옹스트롬(Å·100억분의 1m) 노드로 스케일링할 수 있게 한다"고 강조했다.
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