성균관대, 김태성 교수 연구팀 ‘차세대 유기물 패키징 기술’ 개발

[캠퍼스人+스토리] 반도체 매키징 공정비용 획기적 감축

성균관대학교 연구진이 반도체 패키징 공정 비용을 획기적으로 감축시킬 방법을 제시했다.

29일 성균관대에 따르면 김태성 기계공학부 교수 연구팀이 차세대 유기물 패키징 기술을 개발했다.

연구팀은 기존 3D 이종 집적화 기술의 한계를 극복하고자 구리(Cu) 표면에 NHC(N-heterocyclic carbene) 자가조립 단분자막을 전기화학 증착법을 통해 선택적으로 증착했다. 이어 '170도·1분' 조건에서 3D 이종 직접화(Cu-NHC-Cu) 했다.

'Cu-NHC 구조'의 열적 안정성을 확인하기 위해 열 충격 실험이 0~170도, 5회 반복 조건으로 진행됐다. 연구팀은 구리 부동태 층인 'Cu-BTA (benzotriazole) 구조'와 함께 열 충격 전과 후의 유기 박막 표면과 수직 단면 이미징을 통해 170도 열 충격 조건에서 'Cu-NHC 구조'만 매우 안정적임을 확인했다. 이들은 이어 NHC 박막의 전도성 검증도 진행했다.

김태성 교수는 "기존 3D 이종직접화 기술에서 사용되던 유기물을 기능적 관점에서 바라볼 수 있는 연구로 'NHC 자가조립 단분자막'은 높은 열안정성·전도성·공정 간소화 등 획기적으로 기존 공정의 한계를 뛰어넘을 수 있다"며 "차세대 반도체 원천 기술 경쟁력 강화와 시스템 반도체 글로벌 공급망 확보에 크게 기여할 것"이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 재료과학·나노기술 분야의 국제 권위지인 'ACS Applied Materials & Interfaces'에 지난 28일 온라인 게재됐다.